DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 4. 概率论与数理统计课程的思政元素和教学实施办法 课程的思政教育并不等于课程思政化，应该是结合专业学科文化特点，因势利导，结合唯物辩证法，发掘史料以及分析案例等，把专业课程学习过程巧妙融入思想政治教育元素，坚持学科专业的性质不变、本位不改，以境触人，以情感人，做到知情意的结合，有效挖掘课程综合内涵，经过课程文化育人，润思政而细无声，自然融合，达到学生修养的全面提高，激发学生的学习兴趣。 4.1. 结合唯物辩证法，培养正确世界观 在概率论与数理统计的教学内容中，包含着丰富的唯物辩证法思想，其核心是对立统一规律。比如：根据概率论与数理统计的第一章第三节内容，频率与概率，频率是个试验值和经验值，具有偶然性，可能取多个不同值；概率是客观存在的，具有必然性，是唯一值；当试验次数较少时，频率与概率偏差较大，体现为对立性。但是当试验次数很大时，就会发现频率稳定在某一常数附近，这个常数为事件的概率，反映出统一性；这体现了唯物主义辩证法中的偶然性与必然性的对立统一。 教师要深入分析和发挥其思想政治教育功能，在传道授业解惑中引人以大道、启人以大智，将唯物辩证法渗透进教学，培养学生辩证的思维方法，确立正确的人生观和世界观。 4.2. 发掘史料，激发爱国情怀 源远流长的概率论与数立统计的发展史，不仅可以使学生掌握数学知识的本质和发展的脉络，提高学生学习数学的兴趣，更能增强学生的文化自信和民族自豪感，进而激发学生的爱国情怀。 1) 借助概率论与数理统计的发展史，掌握知识的本质。 概率论与数理统计的历史其实不算久远 [ 7 ] ：惠更斯的《论赌博中的计算》是关于概率论的第一部著作，把具体赌博问题的分析提升到一定的理论高度，标志着概率论的创立；雅可布的《猜度术》给出第一个大数定理，开辟了概率论极限理论研究的先河，标志着概率论成为独立的数学分支；伯努利的巨著《猜度术》证明了“伯努利大数定理”，是研究等可能性事件的古典概率论中的极其重要的结果，揭示了频率与概率的关系；棣莫弗的《机会学说》给出了概率论中最重要的分布—正态分布；拉普拉斯的《分析概率论》系统总结了古典概率论的理论体系，开创了概率论发展的新阶段，实现了概率论由组合技巧向分析方法的过渡；柯尔莫戈洛夫的《概率论基础》建立了概率论公理化体系，使概率论从半物理性质的科学演化为严格的数学分支，奠定了近代概率论的基础。从这些概念的历史由来、相关问题以及人物故事讲起，一方面让学生体会数学概念的抽象过程，另一方面清晰地认识到数学来源于生活、生产实际，从认知上易于接受基本概念。这种思路的分析与归纳会启发学生认知问题的本质，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。 2) 讲述中国辉煌的数学成就，激发学生的爱国热情。 中华民族有着悠久的历史文化和显著的数学成就。我国的概率论与数理统计的先驱者许宝騄教授 [ 7 ]，在独立随机变量列的强大数定律、参数估计理论、假设检验理论、多元分析等方面都取得了卓越成就，并且是世界公认的多元统计分析的奠基人之一；在北大举办了国内第一个概率统计的讲习课，为我国培养了一批概率统计学科教学和科研的人才。彭实戈教授建立了动态非线性数学期望理论：g-期望理论和G-期望，是研究金融数学的非线性动态定价问题以及动态风险度量问题的重要工具。讲述中国名人的历史和成就，有助于激发学生的课外学习兴趣，了解学科前沿，并培养学生的爱国情怀 [ 8 ]。以概率论与数理统计的发展史和概念来顺势引导学生为人处世，以前辈献身祖国、献身科学的精神，能够极大地增强学生的民族自豪感和文化自信，激励学生为祖国的繁荣富强和中国梦的实现而努力学习。 综观数学学科史的发展历程，更是一部数学家们克服困难和战胜危机的斗争史，尤其大胆质疑、勇于挑战的创新意识是数学发展的不竭动力。数学家力图用最简洁、最精确的形式化语言来刻画现实世界中的各种现象，及数学家敢于挑战、勇攀高峰的精神，能够深深地感染学生，鞭策学生静心学习、潜心钻研，同时对学生树立正确的价值观、人生观大有裨益。教师要孜孜教诲学生，引领学生正视自己、正视困难，不畏荆棘，勇敢向前。作为高校的数学教师，有责任、有义务将数学精神贯穿到课堂教学中，培养学生的理性思维和创新意识，激励学生锲而不舍的钻研精神，引导学生树立正确的价值观，形成优秀的人格品质。 4.3. 分析案例，提升道德品质 概率论与数理统计是一门应用性很强的课程，因此，在授课时注重案例的引入，既可以理论联系实际，又能培养学生的数学建模思想，提高学生运用所学知识分析和解决问题的能力。比如 [ 9 ] ：应用文氏图来帮助理解事件的关系；用福尔摩斯“跳舞的小人”故事理解应用统计规律性来分析解释生活中的一些问题；用三门问题介绍概率思维，同时理解条件概率、贝叶斯公式等概念；用高尔顿钉板问题理解随机现象概率的内涵，了解正态分布的形态及其极广的适应性；用掷色子问题引入数学期望的概念；用二战盟军对德国坦克数量的估计问题引入基于截尾的参数估计；用小孩与猎人打猎问题引入假设检验问题，启迪对假设检验思想的思考与理解。最近开设的《基础数学与应用案例分析》选修课，部分工程和管理类案例可以乘势进行道德品质教育的，起到育才与育人一举两得的效果。从实际案例应用中，指出教育做人做事要讲诚信、讲道德、讲素养，只有树立起诚实守信的道德品质，才能适应社会生活的发展需要，有所作为。 4.4. 提高素质，激发学习动力 课程思政的顺利实施离不开教师自身德育思想、德育能力和教育技能的提升，培养高素质的人才，需要高素质的教师。儒家道“德之不修，学之不讲，闻义不能徒，不善不能改，是吾优也”。只有具备良好的“师德师风”，才会“亲其师，信其道”，进而“乐其道”。有思路才有出路，有实力才有魅力，有作为才有地位，有眼界才有境界。踏石留印，善作善成，以德修己，以德育人，树立高标杆，勇当探索者。结合课程教学内容实际，找准德育要素的切入点以及教学方法、载体途径；更新教学案例使其更新颖、更加贴近生活，深入浅出的渗透隐性思政教育，让立德树人润物无声。 为了更好地培养学生科学的思维方法和能力，教师要善于启发、设问、增强互动。如讲相关系数的概念、不相关和相互独立的关系时，可分小组进行讨论，并举例说明；从而达到启发学生积极思维、同学之间友爱互助的目的。也可以利用某些教学平台软件或聊天交友软件，在线答疑，及时解决学生在学习或生活中遇到的问题，多肯定和鼓励学生，帮助学生找到自信，成为学生的良师益友；也可以主动询问学生所讲内容还有哪些不明白的地方，根据学生意见，及时调整课堂节奏，思考如何改进，把课上得更加通俗易懂，教学相长，让学生感受到老师对他们的关注，建立平等、和谐的师生关系。
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user: 5. 结束语 在概率论与数理统计的教学过程中加强课程思政，不仅可以充分发挥学生的主观能动性，提高学生学以致用的能力，还可以培养学生的社会认知和交往能力。在融入思政教育的教学过程中要找准思政教育与教学内容的切合点，避免“本末倒置”，不能“生搬硬套”，更要与时俱进。立德树人是教育的根本任务，是高校的立校之本；切实在教学内容、方法策略、组织过程、评价机制等各方面继续不断地探索、实践和创新，将课程思政落到实处、收到实效，最终实现立德树人的根本目标。
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user: 摘 要 金属纳米结构在光波段上支持局域表面等离子体共振，可以由结构的各项参数(尺寸、材料、形状)以及环境控制。本文提出了一种金属光栅结构，分析了该结构在不同参数下的光谱特性和在不同介质环境下的灵敏度，实现共振波长在近红外波段的可调谐。 关键词 :局域表面等离子体共振，金属光栅，光谱特性，灵敏度，共振波长 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 近年来，等离子体激元光学领域 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] 致力于研究各种金属波导结构的光学特性，如金属纳米颗粒链 [ 4 ] 、天线阵列 [ 5 ] 、金属光栅波导 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] 等结构。其中，金属光栅波导结构可以将能量局域在尺寸远小于波长的金属狭缝中，在TM波垂直入射时，相较于其它结构具有更好的偏振性能和透射特性。2007年，孟凡涛等 [ 6 ] 所设计的光栅谐振器，所针对的波长范围是320~520 nm，具有大于61.5%的透射率，但是带宽较宽。2014年，张英杰 [ 7 ] 设计的带有凹槽的亚波长金属光栅的偏振滤波器，通过调制凹槽光栅的几何参数，实现共振波长在可见光波段的可调谐。该滤波器具有大于65%的透射峰，但是FWHM的最小值为90 nm，同样无法实现窄带效应。2016年，陆晓元等 [ 8 ] 设计的基于金属光栅–电介质–金属镜周期结构的传感器，适用于太赫兹波段，具有窄带效应(FWHM = 20 nm)，也可用于检测周围环境折射率的变化(灵敏度S = 500 nm/RIU)，品质因数FOM = 25。这三种金属光栅波导结构的物理尺寸较大，导致光栅的周期性结构体积较大，降低了它们在实际应用中的灵活性。 在本文，我们提出了一种新型的基于金属光栅结构的谐振器，通过调整其结构参数及周围环境的折射率，该谐振器在1200~3000 nm的波长范围内能够达到接近90%的透射率。同时具有较高的灵敏度(S = 920 nm/RIU)、较好的窄带效应(FWHM = 23 nm)和品质因数(FOM = 40)，并且更明显地表现出在金属–介质接触点周围局域电场增强的效果，从而实现了更低的光损耗。相对传统的金属纳米棒天线仅产生偶极子共振 [ 9 ] 模式，该结构能同时产生金属光栅的等离子体模式 [ 10 ] 和金属纳米棒的偶极子共振模式。
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user: 2. 金属纳米棒与金属光栅结构几何参数的分析 我们使用有限元方法进行了全场电磁模拟，研究了由金属纳米棒(图1(a))和金属光栅结构(图1(b))组成的谐振天线阵列。SiO 2 衬底上的金属纳米棒和金属光栅结构的三维结构如下： 入射光源偏振态设置为垂直于结构入射的TM平面波，电场磁场分别沿x，y轴传播，整体结构边界模拟设置为周期性边界条件。x，y方向上阵列的晶格常数均为Px = 1000 nm，Py = 500 nm，衬底高度H = 50 nm，与金属纳米棒不同，该金属光栅结构由两层构成，第一层为光栅周期结构(金属凹槽结构)，第二层为金属纳米棒。图1(a)中金属纳米棒的宽度和高度分别为W = 30 nm，h = 60 nm，长度L依次设置为270、390或510 nm。图1(b)中光栅周期A = L 1 + a = 60 nm，狭缝间隔a = 30 nm，凹槽宽度和深度为W 1 = h 1 = 30 nm，光栅周期结构放置在宽度和高度为W = h = 30 nm，长度为L的金属纳米棒上。光栅数为N = 5，7或9的光栅周期结构的长度分别相当于L = 270 nm、390 nm或510 nm的纳米棒的长度。整个结构在x，y平面上呈周期性阵列排布。对于Au的有效介电常数，我们使用了Drude模型，衬底折射率为1.45。 图1. 金属纳米棒(a)和金属光栅结构(b) 长度L = 270 nm的金属纳米棒透射光谱(图2(a)红线)与光栅数N = 5的金属光栅结构透射谱(图2(b)红线)对比可知，金属纳米棒共振波长为1270 nm，而金属光栅结构透射谱具有更大的共振波长，1560 nm，相差290 nm。虽然这两种结构的整体尺寸相同，但共振波长有明显的红移。我们在图2(a) (蓝线)、图2(b) (蓝线)以及图2(a) (紫线)、图2(b) (紫线)中观察到类似的趋势。L = 390 nm、N = 7时，两种结构的共振波长分别为1720 nm和2110 nm，差值为390 nm，L = 510 nm、N = 9时，两种结构的共振波长分别为2170 nm和2660 nm，差值为490 nm。随着L和N的增加，金属纳米棒与金属光栅结构的共振波长之差进一步增大。 图2. 金属纳米棒(a)与金属光栅结构(b)在L取值不同时的透射现象 我们可以对这两种结构共振波长偏移现象进行原理分析。金属纳米棒天线的共振波长偏移现象是由偶极共振引起的，随着尺寸沿偏振方向增加。同时外加电场引起电荷振荡，因此金属纳米棒起偶极谐振器的作用。对于金属光栅结构，电荷在更大的路径上振荡，这是由于与纳米棒相比，由于表面积的增加，导致共振波长依次增加。此外，相邻光栅之间的附加电荷积聚空间也提供了更大的耦合电容。因此，与金属纳米棒相比，金属光栅结构的共振波长更加显着的红移现象，既归因于其结构表面积的增加，也归因于光栅设计中电容的增加。 为了更清楚地说明透射谱的物理机制，我们模拟了三种不同长度尺寸L下的近电场分布。图3显示了金属纳米棒和金属光栅结构在其对应的共振波长处的电场强度。与金属纳米棒相比，整体尺寸相同的金属光栅结构在金属–介质接触点周围表现出更强的局域电场增强(如图3(a)和图3(b)、图3(c)和图3(d)、图3(e)和图3(f)比较可知)。这是因为入射光作用在金属光栅结构上，光栅衍射改变了波矢分量在电磁波沿空气/金属界面的传播，因而可以在金属表面激发SPP波，SPP波沿着金属光栅凹凸表面爬行，等效于结构的总表面积增大(SPP波在结构表面的传播路径增加)，导致局域电场增强，表现为整体偶极子共振效应更明显。 图3. 金属纳米棒(a，c，e)与金属光栅结构(b，d，f)在L取值不同时的电场强度分布 我们也可以通过模拟整体尺寸相同的(L = 270 nm、N = 5)金属纳米棒和金属光栅结构在共振波长处的电荷分布来验证上述说法，如图4所示。 图4. 金属纳米棒(a)与金属光栅结构(b) (L = 270 nm、N = 5)的电荷分布 纳米棒两端分布着性质相反的电荷量，证明产生了偶极子共振现象。金属光栅结构中每个光栅两端以及相邻光栅之间同时分布着性质相反的电荷量，光栅周期结构的设计会叠加偶极子共振产生的影响，导致更加强烈的偶极子共振现象的产生。 由图2(b)，图3(b)，图3(d)，图3(f)可知，相较于L = 390 nm、N = 7和L = 510 nm、N = 9的金属光栅结构，当L = 270 nm、N = 5时，金属光栅结构的透射共振谱有着更好的窄带现象和更强的局域电场增强，验证了物理尺寸的增大会加大欧姆耗散和辐射阻尼的影响。因此我们模拟分析L = 270 nm、N = 5的金属光栅结构在不同凹槽深度情况下的共振现象和电场强度，凹槽深度取值为h 1 = 20 nm、30 nm、40 nm，相对应的共振波长为1500 nm (红线)、1560 nm (蓝线)、1640 nm (紫线)，如图5所示，随着凹槽深度的增加，金属光栅结构的共振波长出现明显的红移现象，当凹槽深度增加到h 1 = 40 nm时，该结构可在共振谱中维持着较好的窄带现象并且在金属–介质接触点周围表现出更强的局域电场增强。同理，当对狭缝间隔a进行变换，当a值增大时，也可得到类似现象和规律。 图5. 金属光栅结构在不同凹槽深度下的透射现象(a)和相对应的电场强度分布(b， h 1 = 20 nm) (c，h 1 = 30 nm) (d， h 1 = 40 nm)
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user: 3. 金属纳米棒与金属光栅结构的灵敏度分析 等离子体纳米结构的共振波长也依赖于周围介质环境的折射率，我们分析对比了同等物理大小(L = 270 nm、N = 5)的金属纳米棒与金属光栅结构处于不同介质环境中的透射现象，周围环境折射率n的变化范围为1.0~1.1，周围环境折射率变化量 Δ n 为0.025。 图6. 金属纳米棒(a)与金属光栅结构(b)处于不同介质环境的透射现象 Table 1 Sensitivity Physical quantities of metal nanorods in different environmen Refractive index， n 1 1.025 1.05 1.075 1.1 Average λ r e s (nm) 1275 1290 1305 1320 1335 1305 Δ λ (nm) 15 15 15 15 15 FWHM (nm) 47 48 48 48 49 48 表1. 金属纳米棒在不同介质环境中的各灵敏度物理量 Table 2 Sensitivity physical quantities of metal grating structures in different environmen Refractive index， n 1 1.025 1.05 1.075 1.1 Average λ r e s (nm) 1560 1585 1605 1630 1650 1606 Δ λ (nm) 25 20 25 20 23 FWHM (nm) 24 23 23 22 22 23 表2. 金属光栅结构在不同介质环境中的各灵敏度物理量 上述 λ r e s 为周围环境折射率变化时的相对应的共振波长， Δ λ 为共振波长随周围环境折射率变化的偏移量，FWHM为半峰值全宽。由图6、表1、表2可知，随着折射率n的递增，金属光栅结构的共振波长会有更大的红移现象。通过计算金属纳米棒、金属光栅结构的灵敏度，品质因数进行验证。 金属纳米棒在近红外波段的灵敏度为 S 1 = Δ λ Δ n = 600 nm / RIU (1) 品质因数为 FOM 1 = S 1 FWHM 1 = 12.5 (2) 金属光栅结构在近红外波段的灵敏度为 S 2 = Δ λ Δ n = 920 nm / RIU (3) 品质因数为 FOM 2 = S 2 FWHM 2 = 40 (4) 由公式(1)~(4)可知，相较于金属纳米棒，文献 [ 8 ] 所提出金属光栅波导结构，本文所提出的金属光栅结构在不同环境中具有更好的灵敏度和更高的品质因数。
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user: 4. 总结 综上所述，基于偶极等离子体激元共振原理和金属光栅SPP激发原理，我们通过对比分析研究了金属纳米棒以及金属光栅结构的天线阵列的透射现象。通过改变金属光栅结构参数可以实现金属光栅结构在近红外波段共振波长的可调谐，而且能够实现窄带效应和偶极子共振处局域电场的大幅增强效果。同时我们设计的这种超材料谐振器具有较高的灵敏度(S = 920 nm/RIU)和较好的品质因数(FOM = 40)。这种良好的传感能力可以对微小的折射率变化进行更灵敏的检测，进一步提高光电器件的集成度和小型化，从而在生物传感方面有潜在的应用。
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user: 摘 要 微腔激光器由于其具有几何图形简单、体积小、阈值低、可动态模操作、易与其他电子元件集成等优势被人们广泛研究。对已实现定向输出的微腔激光器，可通过阵列分布方式有效提高其输出功率。本文通过建立微盘腔半导体激光器散热模型，利用ANSYS有限元分析软件进行稳态工作下的模拟仿真。在微盘腔激光器阵列散热模式探究的基础上，通过改变激光器阵列周期，得到了芯片温度变化规律。结果显示，在阵列周期550 µm时半径为100 µm微腔激光器阵列可以达到较为理想的散热效果。 关键词 :微盘腔半导体激光器阵列，ANSYS软件，热分析 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 半导体微腔激光器成为近些年光子学及光电子学领域研究的热点之一 [ 1 ] [ 2 ]。其中，回音壁模式(Whispering Gallery Mode) [ 3 ] 微腔激光器具有体积小、阈值低、功耗低等优点，在光子集成电路和片上光互连光源等应用中具有极大优势 [ 4 ]。早期提出的WGM微腔激光器输出光功率具有各向同性，单一出光性较差 [ 5 ]。研究人员为解决该问题，提出了变形腔的概念，即通过改变微腔形状或者在圆形微腔中引入一个小缺陷，破坏其圆对称性来实现其定向输出 [ 6 ] [ 7 ]。其中蜗线形微腔既取得了较高的Q值，又获得了方向性较强的激光出射。微腔激光器出光方向的单一性，使微腔激光器能够利用阵列分布方式有效提高微腔激光器输出功率。 对半导体激光器阵列而言，阵列内各发光单元间的热串扰行为是限制半导体激光器阵列稳定性最主要的因素 [ 8 ]。半导体激光器阵列热串扰行为主要是由于有源区内废热因不能及时传导出，而大量的积累，并且在有源层、波导层及包层内沿横向传导所致。热串扰行为会使激光器工作时的温度升高，进而使器件的阈值电流升高、波长红移、模式不稳定、内部缺陷增加、器件的寿命降低等 [ 9 ]。研究阵列内发光单元间热串扰行为对于降低器件热阻，器件工作状态的合理选择，以及提高阵列内发光单元间的温度均匀性，降低阵列总光谱宽度等方面都是具有重要指导意义。为此我们使用ANSYS Workbench 18.0软件对微腔半导体激光器阵列进行有限元热分析 [ 10 ] [ 11 ]，得出了较为理想的阵列周期以适应微腔半导体激光器高功率的发展要求。
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user: 2. 激光器阵列稳态热模拟 2.1. 模型建立 半导体激光器处于稳态工作时，可以利用微腔激光器的热流量密度分布、热量分布和最高温升分析表征器件结构的散热性能。因阵列内发光单元间的热串扰行为导致阵列达到稳态时阵列内各发光单元的温度急剧升高，阵列中心位置的发光单元受热串扰行为的影响最为严重。同时，通过半导体刻蚀工艺形成的激光器台面是粗糙且有一定角度的(通常为±10˚)。对于半径为100 μm的微盘腔激光器，以上因素对激光器阵列热分析影响可忽略不计。因此，在分析研究阵列内各发光单元之间热串扰行为模拟阵列稳态热分布时，假设阵列内各发光单元的输出功率一致，微腔激光器为侧壁光滑垂直且标准圆柱形的理想状态。 在半导体激光器内部，热产生机制主要由激光器芯片的结构及芯片外延材料的物理性质决定。根据其不同的生热本质，可将激光器芯片内部的热产生机制分为焦耳热、复合生热、汤姆森热、光吸收热。当半导体激光器处于工作状态时，上述四种热源机制是同时存在且相互影响的，无法完全将其完全加以区分。同时，对于实际的大功率半导体激光器阵列而言，受外延片的生长的均匀性并非完美、器件工作时注入电流的扩散过程也非均匀等因素的影响，使阵列中各发光单元的生热量不一致。因此，在本文的热特性模拟分析中，并未对各种热源进行区分，而是统一地假定热源集中于激光器芯片的有源区及上下波导层内，并且均匀分布于各发光单元区域内的理想状态。基于上述简化假设，当器件处于工作状态时，注入电能转化为光能和热能两部分。即 W = P o u t + Q (1) η = P o u t W (2) 其中，W为器件工作时注入电能，Q为器件工作时产生的电能，P out 为器件输出功率，η为电光转换效率。因此，在有源区内各发光单元施加均匀的生热率载荷计算如式： q = Q V = P o u t ( 1 − η η ) N × d × S (3) 其中，V为有源区体积，N为阵列内包含的发光单元个数，d为有源区厚度，S发光单元有源区底面面积。 实际模拟时还忽略器件侧边与周围空气的自然对流换热及热辐射传热作用，即： − k ∂ T ∂ n | s = 0 (4) 其中n为垂直于边界平面的单位向量，S为器件侧表面面积，不包括热沉底面。 假定器件各层材料之间满足温度及热流密度的连续性， (5) (6) 其中，i表示第i层材料。器件实际工作时，铜热沉底尺寸较大，故在模拟中认为热沉底部的温度保持25℃不变。 建立热分析模型，其尺寸、热导率等具体参数如表1所示。 Table 1 Modeling parameters in ANSYS simulatio 名称 材料 尺寸(μm) 热导率K (w/cm·K) 上电极 Ti-Pt-Au 半径100厚度0.25 2.8 欧姆接触 In 0.53 Ga 0.47 As 半径100厚度0.02 0.05 上波导层 InP 半径100厚度3.50 0.68 有源层 In 0.53 Ga 0.47 As/In 0.52 Al 0.48 As 半径100厚度2.68 0.01 下波导层 InP 半径100厚度3.50 0.68 衬底层 InP 300 * 1600 * 140 0.60 下电极 Au-Ge-Ni 300 * 1600 * 0.25 0.44 In焊料 In 300 * 1600 * 7.00 0.82 Cu热沉 Cu 300 * 1600 * 600 3.98 表1. ANSYS模拟中的建模参数 微盘腔半导体激光器阵列封装模型从上至下为：上电极、欧姆接触层、上波导层、有源层、下波导层、衬底层、下电极、In焊料、Cu热沉，建立模型如图1所示。对建立的模型进行添加材料、接触面定义、网格划分和工作条件荷载等条件设置，并进行运算。 图1. 微盘腔半导体激光器阵列模型图 2.2. 结果与讨论 对半径为100 μm微盘腔半导体激光器进行热流量密度模拟仿真，如图2为微盘腔激光器阵列热流矢量。图2中红色箭头为最大热流矢量即阵列边缘与热沉热传导散热热流量，最大热流量为2.6752 * 10 7 W/m 2 。蓝色箭头为最小热流矢量即上腔面与空气热对流散热热流量，最小热流量为10，423 W/m 2 。芯片热源的散热方式主要有与空气间热对流交换散热和与热沉间热传导散热两种。其中，起重要作用的是通过向下和向两侧传导到热沉进行散热的方式。但是，受阵列热串扰行为影响，各发光单元与热沉热传导散热热流量密度也不尽相同，发光单元间热流量小于边缘热流量。会造成阵列中的废热不能及时有效传导出。为此，探究理想的阵列周期能够大大减小阵列中热量的积累，增强阵列散热效果。 图2. 微盘腔激光器阵列热流矢量图 对半径为100 μm微盘腔激光器阵列，分别以阵列周期为250 μm、450 μm、550 μm、700 μm进行稳态热模拟仿真，并对结果进行对比分析。如图3分别为阵列周期是250 μm、450 μm、550 μm、700 μm的温度分布云图。 图3. (a) 250 μm；(b) 450 μm；(c) 550 μm；(d) 700 μm阵列周期热分布云图 图4. 阵列周期和温度变化关系曲线图 如图3所示，图中芯片红色部分为最高温度，即微腔激光器最高温度集中在上腔面附近。微盘腔半导体激光器阵列周期为250 μm和400 μm时，器件最高温度分别为65.076℃、60.094℃，温升分别为40.076℃、35.094℃，温升有明显下降，各发光单元间热量有明显叠加，阵列热串扰行为严重。阵列周期为550 μm和700 μm时，器件最高温度分别为57.266℃、56.723℃，温升分别为32.266℃、31.723℃，温升变化不明显，各发光单元间热量无明显叠加，阵列热串扰行为有明显改善。进一步，对阵列周期从250 μm到700 μm进行定量对比分析，得到微腔激光器阵列周期与阵列最高温升关系，如图4所示。 由图4可知，随阵列周期增大器件最高温度逐渐下降。在阵列周期小于550 μm时，最高温度受阵列周期影响较大，温度变化较为明显。在阵列周期大于550 µm后温度变化趋于平稳，最高温度受阵列周期影响较小。也就是说，在阵列周期550 µm时半径为100 µm微腔激光器阵列可以达到较为理想的散热效果。
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user: 3. 结论 本文采用ANSYS有限元分析软件建立微腔半导体激光器阵列仿真模型，分析了在稳态条件下，不同阵列周期对芯片最高温度的影响，反应了不同微腔半导体激光器阵列周期的散热效果。发现对于半径为100 µm微腔激光器阵列，阵列周期为550 µm时阵列热串扰行为得到明显改善，有较为理想的散热效果。通过对微腔激光器阵列的模拟仿真，为后期微腔半导体激光器阵列的半导体工艺提供了理论依据。
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user: 摘 要 肉毒杆菌毒素，简称肉毒素，通过注射肉毒素来祛除动态皱纹是最常见的医疗美容手段之一。研究发现这一治疗不仅会改变人们的外观，对其情绪状态和情绪加工能力也有一定的影响，与面部反馈假说一致。具体而言，眉间肌注射肉毒素会降低负性情绪，而鱼尾纹处注射肉毒素会降低正性情绪。这些研究结果或许可为抑郁症带来新的治疗方案。 关键词 :肉毒杆菌毒素，情绪，抗抑郁 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 一提起肉毒素(botulinum toxin， BTX)，最先想到的就是面部整形与医疗美容。用于治疗面部皱纹的肉毒素注射是最常见的医疗美容手段之一，由于其见效快、损伤小及操作便捷等优势受到广泛使用。根据美国整形外科学会2018年发布的整形外科统计报告显示，A型肉毒素在微创整形治疗开销中排名第一，高达29.5亿美元 [ 1 ]。在医学美容领域中，精细注射肉毒素被认为能够安全有效地减少面部皱纹，对面部上三分之一的皱纹，如额部皱纹、眉间纹等尤其有效 [ 2 ]。此外肉毒素也可用于治疗肌肉痉挛和其他肌肉疾病、偏头痛、磨牙症等 [ 3 ]。 虽然肉毒素的使用目前在临床上已相对成熟且安全，但使用不当会产生并发症和副作用。其中最为常见的是，肉毒素注射到错误的肌肉群或从注射部位扩散，从而导致肌肉瘫痪。面部医疗美容用途的副作用通常是由于面部肌肉瘫痪引起的，包括部分面瘫、表情僵硬或扭曲以及吞咽困难等。然而肉毒素的作用不仅仅体现在身体肌肉上，有研究 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] 指出，肉毒素的使用会影响人们的情绪加工及情绪体验。具体而言，在注射肉毒素之后，被试对与情绪表达相关的语句的加工有所改变。 用于脸部皱纹消除的肉毒素，为何可以影响人们的情绪感受，其背后的作用机制是什么样的，肉毒素与情绪之间的关系是否能为情绪障碍的治疗带来新的研究方案？为解答这些问题，本文将从面部表情对情绪感受的影响、肉毒素的作用机制及肉毒素对情绪的感知的影响几个方面进行探讨并讨论其应用价值。
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user: 2. 面部表情影响情绪体验 已有大量研究发现操控人们的面部表情可以改变其情绪体验，最经典的表情操控研究来自于心理学家Fritz Strack [ 7 ]。为了使被试做出相应面部表情，而无法猜到真实实验目的，且不会将注意力放到自己的面部表情上，研究人员告诉被试这是一项关于心理运动协调性的实验，旨在研究人们通过不常用身体部位(如非利手、嘴等)来执行不同任务的能力。被试被随机分为两组，其中一组被试用唇部吸住笔；另一组被试则用牙齿咬住笔，并完成一系列任务，如在纸上画线等。用牙齿咬笔会导致颧骨肌(zygomaticus muscle)收缩，从而使被试做出嘴角脸颊上扬的微笑表情。而用唇部握笔则会收缩口轮匝肌(orbicularis oris muscle)，导致被试无法做出嘴角脸颊上扬的表情。之后被试观看同一部动画片，并对其有趣程度进行主观评分。正如预测的那样，用牙齿咬住笔的被试报告的有趣等级显著高于使用嘴唇的被试。换言之，用牙齿咬住笔使得被试做出“笑”的表情，而这个情绪表达真的使他们感到动画片更加有趣。 这种认为人为表现的面部表情对情绪体验具有反馈效果的观点，称为面部反馈假说(Facial Feedback Hypothesis， FFH) [ 8 ]。反馈指人们的面部表情不仅能够反映出其内在情绪体验还能影响其内在情绪体验，这种影响包含调节与唤起两种。调节指面部表情能够调节由情境所诱发的情绪体验的强度，如悲伤的时候皱眉会感到更悲伤，悲伤的时候微笑则能够减弱悲伤的情绪体验。唤起指在无外界情绪刺激的影响时，做出悲伤的面部表情真的会让人感到悲伤，做出微笑的面部表情真的会让人感到开心。值得注意的是，FFH也有另一个更为广义上的说法，叫做面部和躯体反馈效应(facial and body feedback effect)。虽然很早就有人认为所有的身体变化都对情绪的产生有影响(包括内脏、肌肉和皮肤)，但是现代研究主要关注面部肌肉活动的影响。因为“面部表情通过反馈表达了对其他人和自我的影响，这种反馈比任何慢慢移动的内脏器官都能够产生的更快和更复杂的刺激” [ 9 ]。 Havas等人使用Strack的表情操纵范式在情绪语句加工上也发现了相同结果。在这项研究中被试需要判断语句所描述的事件是积极事件还是消极事件，结果发现当被试用牙齿咬住笔时(即呈现微笑表情时)，判断积极事件语句的速度比用唇部吸住笔时(即无法作出微笑表情时)更快。而被试用牙齿咬住笔时，判断消极事件语句的速度比用唇部吸住笔时慢 [ 10 ]。同样，在对汉语词汇的效价进行判断的实验中，也发现用牙齿咬住笔时被试判断积极词汇效价的速度更快，而用唇部吸住笔时被试判断消极词汇效价的速度更快 [ 11 ]，在判断视觉图片效价时也发现了相同的效应 [ 12 ]。此外功能性神经影像学研究表明，在静息态中，相较于用唇部含住笔，用牙齿咬住笔时被试与积极情绪相关的脑区低频振幅(ALFF)增加；在进行面部情绪识别任务的任务态中，一致条件下相较于不一致条件下(例如，在用牙齿咬住笔时判断积极面部表情)的激活更强 [ 13 ]。综上所述，个体的面部表情与其情绪体验及情绪加工存在紧密联系。
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user: 3. 肉毒素的作用机制 动态皱纹，俗称表情纹，由皮下肌肉组织反复收缩运动形成，例如笑纹、抬头纹、皱眉纹等。向特定过度活动的肌肉群注射少量肉毒素可使局部肌肉松弛，从而使表面皮肤光滑达到祛皱的效果。肉毒素通过阻断神经肌肉接头处(neuromuscular junction)的突触前乙酰胆碱受体(presynaptic acetylcholine receptors)来选择性阻断肌肉反馈。换言之，肉毒素通过专一地阻碍神经冲动通过胆碱能突触的传递而产生作用。传递阻遏的主要原因是突触前神经末梢产生和传导冲动能力的丧失，而非乙酰胆碱释放的阻断(施玉樑，1977)。尽管对面部肌肉的运动功能(传出神经)保持完好，但来自异位肌肉纤维(extrafusal muscle fibers)和可能的肌内肌肉纤维(intrafusal muscle fibers)的感觉(传入神经)降低。 由于面部表情涉及运动(传出)和感觉(传入)机制，因此通过使用肉毒素暂时“瘫痪”面部肌肉，可为面部反馈机制研究提供强大实验支持。
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user: 4. 肉毒素如何影响语言和情绪的感知 在一项功能性神经影像学研究中，Andreas Hennenlotter等人 [ 4 ] 要求实验被试在皱眉肌(corrugator supercilii muscle)接受肉毒素注射之前和两周后，在fMRI扫描仪中执行面部表情模仿任务。被试需要模仿给定的悲伤或愤怒表情。当人们处于悲伤、愤怒及恐惧等情绪状态时，往往都会皱起眉头 [ 14 ]，而接受肉毒素注射的皱眉肌被“冻结”后就无法皱眉了。换言之，这种实验操作使被试无法顺利做出愤怒的表情。实验结果显示在模仿愤怒的面部表情时，与注射之前相比，负责情绪处理和情绪体验的左侧杏仁核(amydala)脑区激活下降，左侧杏仁核与背侧脑干(dorsal brainstem)功能连接下降。这些发现表明，面部反馈调节与情绪内容相关的脑区活动，即在特定部位注射肉毒素会改变人类大脑对情绪状况的反应。 除此之外，在一项关于情绪加工的研究中，David Havas等人 [ 5 ] 要求被试在皱眉肌注射肉毒素之前和两周后阅读与情绪(愤怒、悲伤、快乐)有关的句子。在注射之后，愤怒和悲伤的句子阅读时间比注射前更长，而快乐句子的阅读时间没有变化。这一发现表明面部肌肉瘫痪对情绪语言加工有选择性的作用。这也表明，肉毒素的使用会影响人类认知的某些方面——即对语言和情绪的理解。 面部反馈可能是一种情境敏感的信息来源，是用于维护身体的情绪状态的内部模型，并且对于某些适应性行为很重要。以上两项研究都说明了通过面部肌肉组织的外周去神经支配来阻断面部表情可以有选择地阻碍情绪语言处理。尤其是第二项研究也可理解为：负责体验情绪的神经系统也负责理解语言中的情绪。而鉴于其已知的神经生理学作用机制，肉毒素诱导的面部肌肉“瘫痪”可能会影响情绪语言的处理。这可能是因为肉毒素通过其外周肌肉松弛效应而损伤语言处理能力，改变依赖于刻板印象的面部反馈的情绪过程。 “杜胥内微笑”，也就是人们所说的真心的微笑，不仅涉及颧骨肌的活动，同时还需要眼轮匝肌的协作。最近一项实验在被试进行面部肉毒素注射前一个月内及注射后四到八周对被试的情绪状态及情绪识别能力进行测试。结果发现只在眼轮匝肌(真心的微笑需要使用到的眼部肌肉)部位注射肉毒素的被试，抑郁分数增高，且面部肉毒素的注射与情绪识别能力下降相关 [ 15 ]。 这些实验带来了值得令人深思的问题，注射肉毒素的医疗美容方法给人们带来不止面部外观的变化，甚至会对人们的语言加工、情绪等方面也有影响。肉毒素通过“冻结”面部肌肉来影响情绪，也许最终可以用达尔文这句话来概括：“情感的外在表征的自由表达加剧了我们的情感，而外在表征的压抑可能会抑制我们的情感。”
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user: 5. 肉毒素辅助治疗抑郁症 对于健康人群而言，准确的表达并理解情绪很重要，肉毒素的注射可能影响他们的情绪加工能力。但是对于抑郁症患者而言，与健康人群相比他们使用与负性情绪相关的眉间肌更为频繁 [ 16 ]，通过注射肉毒素使其无法做出皱眉的表情能否减弱其负性的情绪体验从而改善他们的抑郁症状呢？Eric Finzi等人 [ 17 ] 的研究开启了应用肉毒素来辅助治疗抑郁症的大门。在这项研究中，10位患有重度抑郁的患者接受了眉间纹肉毒素注射治疗。两个月后，其中9位患者的抑郁症状有所改善。随后在三项随机双盲安慰剂对照研究中 [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]，共134名抑郁症患者(其中59人在眉间部位注射A型肉毒素，75人在相同部位注射安慰剂)在进行注射后的多个时间点的抑郁状态进行评估后发现肉毒素注射组患者的抑郁症状显著好于安慰剂控制组患者。然而肉毒素的注射能改善患者的外观，对抑郁症的改善作用是否是因为其外观的改善而带来的呢？ 为解答这一问题Reichenberg等人 [ 21 ] 对这三项研究的结果进行了元分析。结果证明：肉毒素的注射对抑郁症的改善效果时长比对被试面部外貌的作用时长更长，并且在那些不喜欢肉毒素对其外貌所造成的改变的患者中也发现了其抗抑郁的作用。简而言之，肉毒素的抗抑郁作用并不是由于它能使人看起来更好所带来的。此外，在最近发表的一项多中心随机双盲平行对照二期临床试验中 [ 22 ]，255名女性抑郁症患者参加了这项评估肉毒素(OnabotulinumtoxinA， onabotA)对抑郁症治疗的研究。为了进一步探究肉毒素剂量的影响，参与者被随机分配到30U肉毒素注射组(65人)，30U安慰剂注射组(58人)，50U肉毒素注射组(65人)和50U安慰剂注射组(67人)，研究人员在他们在进行注射后的第3、6、9、12、15、18、21、24周时对其抑郁症状进行评估。结果显示患者在注射30U肉毒素后的第3和第9周，在蒙哥马利抑郁评定量表(MADRS)所评定的抑郁症状减少程度都大于控制组，支持了肉毒素注射的抗抑郁效果。 尽管已有上述阳性证据，但由于这些研究存在样本量较小(最大样本的研究中注射肉毒素组有65人 [ 22 ])，及研究样本大多为女性等局限，面部注射肉毒素在治疗抑郁症中的作用及其应用方式等仍有待进一步研究。
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user: 摘 要 晚清民初时期的中国社会思潮极度活跃，众多商业化女性报纸纷纷出现。从1898年最早发行的《女学报》至1912年中华民国成立，期间共有三十多种妇女报刊发行和出版，作为晚清民初发行量较大的商业化女性报纸《妇女时报》便兴起于这一时段。文章将从《妇女时报》兴起的历史背景、早期刊物特点、对女性教育的认知及不足等方面进行有关概述。 关键词 :妇女时报，办报特色，女性教育 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 晚清民初是女性主权意识的启蒙时期，也是女性社会地位转变的雏形时期，这一时期出现了女性报刊创办的高潮。《妇女时报》正是诞生于这一时期，主要受众为女性群体。《妇女时报》作为晚清民初发行量较大的商业化女性报纸，其创刊的目的是为了启蒙女性智慧以及增长女性知识，从而应用到家庭教育中，使女性做到“家有贤母，室有良妻” [ 1 ]。尽管《妇女时报》在创刊过程当中存在许多不足，最终也因为拖稿、经费不足等多种原因停刊，但其仍不失为这一时期重要的女性启蒙刊物，充分发挥了提升女性地位与解放女性思想的重要作用。
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user: 2. 《妇女时报》兴起的社会历史条件 1) 宽松的发刊及经营环境 《妇女时报》创刊于1904年的上海，晚清民初的上海拥有较为宽松的发刊及经营环境。这一时期，上海的工商业发展迅速，对于资讯信息的需求比较迫切。一方面，上海地区新知识分子汇聚，言论较为自由，思想新潮；另一方面，上海地区印刷技术发展迅速，发刊效率较高。在上海宽松的外部环境下，刊物发展较为蓬勃，《妇女时报》应运而生。 2) 女性教育的崛起和发展 在晚清民初，女子民办学校的数量逐渐提升，女性教育已经有了一定的基础。伴随着女性识字能力和文化水平的提升，女性在社会经济活动、政治活动等方面的参与度和主动性越来越强，女性群体对于精神发展的需求也成为女子刊物创办及发展的初衷。除此之外，这一时期的社会对女子教育的探讨也逐渐深化，他们认为拥有知识的女子最终通过回归家庭、养育子女等形式创造更大的个体价值与社会价值。此时的《妇女时报》在内容上也正围绕着女子教育的目标，进行创刊内容上的深度挖掘。 3) 初创团队的良好经营和管理 包天笑作为《妇女时报》重要的创刊人员、编辑人员、作者以及管理人员，对《妇女时报》的创刊以及发展起了至关重要的推动作用。包天笑自身作为优秀的文字创作者，格外擅长教育类型的小说，并有多份报刊的写作以及编辑经验。更为难能可贵的是，包天笑同时还担任多所女校的授课教师，因此对于女性特点以及需求有较为深刻的认知和理解，这些丰富的写作经验、教育经验在日后都很好的融入到了《妇女时报》的创作中。 此外，《妇女时报》超前的筹资模式也是其成功的关键。在晚清民初时期，女性刊物筹资方式主要有以下四种——个人筹资、集体筹资、社会捐款以及股份筹资。《妇女时报》打破传统筹资模式，充分采用商业化的运营形式，资金支持更加稳定，经营管理方式更加完善。尽管办刊具有商业化运营的性质，会增添广告运营等栏目，但是《妇女时报》能够较好平衡商业化发展与优质内容创作之间的关系。当时的《妇女时报》两面印刷，拥有精美的版面设计、短小精悍的论说、内容丰富的小说以及各类新闻的分版，其种种创新赢得了广大受众的喜爱。因此相比较同时期的女性刊物，《妇女时报》仍旧具有较长的存续寿命。
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user: 3. 《妇女时报》早期的刊物特点 1) 创作内容丰富多元 《妇女时报》在创立之初，包天笑就对其内容创作定下了“广泛性”这一要求，在后来的报刊内容方面更是丰富多元。在《妇女时报》中，时政、教育、家政、科学、国际时事、西方文艺、游记、童话、小说、裁缝、食谱、手工艺等内容均有所涉及，可谓是洋洋洒洒，五花八门，也赢得了这一时期社会各阶层知识妇女的喜爱。 2) 创作群体充分兼顾受众需求 相对于创作内容的多元化，《妇女时报》的作者群体却具有明显的性别差异。一般来说，目标受众为女性群体的报刊大多应该由女性内容创作者执笔写作，这样才能更容易抓住女性特点和需求，创作出相吻合、相适应的内容，但受限于清末民初女性创作者的数量，现实中《妇女时报》的创作者大多数为男性群体。在广泛性的创作内容中，包天笑格外重视文艺类创作的内容契合性，要求这一内容的执笔者必须为女性作家群体。在女性创作者中，仍不乏一些知名的女性人物，如冰心、吕碧城、林宗素、张竹君等。 3) 报刊的发行范围广泛 《妇女时报》的发刊范围不仅仅局限于上海地区，在后期发行范围更是辐射到了全国范围。在发行方面，报刊在17期之前主要集中在上海以及北京，而后新增了南京、杭州、天津、苏州、锡州等发行地。正是因为《妇女时报》发行范围的广泛性，每一期能够产生六七千份以上的印刷量，《妇女时报》也成为当时发行量较大的商业化女性报纸 [ 2 ]。 4) 重视报刊的商业经济效益 《妇女时报》每一期大概具有百余页左右的篇幅，且将近六分之一的版面都是广告的投放，也为《妇女时报》的经营商家带来较为可观的商业利益。同时《妇女时报》的目标人群也具有很好的购买意愿和消费能力，其目标消费人群主要包括女学生、女界的精英、男性知识分子、夫妻等。在实际的购买以及推广人群中，海内的社会名媛以及大家闺秀，都成为重要的消费力量。
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user: 4. 《妇女时报》对女性教育的主要观点 1) 理想下的新家庭：家庭教育为女子教育的基础 《妇女时报》认为女子教育的最终教育目地，就是回归与反馈对家庭的教育，女子通过知识层面的发展以及提升，能够更好的提升家庭教育的成效。为什么女子一定要回归到家庭中，在家庭劳动中创造自身的价值？《妇女时报》在不同的文章中也给出了相关解释。《妇女时报》认为，沿袭我国传统性别文化，要求女性“正位于内”，视女性群体为家庭劳务的执行者以及家庭价值的捍卫者。随着小农经济中男耕女织劳作形式的确定，男性承担了生产力价值创造的主要部分，因此通过掌握了家庭的经济权利，掌握了家庭的生存以及发展状况。同时《妇女时报》相关文章提出：妇女天生适合向家庭内发展，由于男性和女性在活动范围以及类型上的差异，因此女性比较适合转向对家庭的教育。这不仅仅是由儒家文化等传统文化体系决定，也与社会生产力和生产关系的构成有直接关系。除此之外，妇女的生理特性以及性格特征也比较适合发展家庭教育，能够带来良好的效果，因此家庭教育是女子教育的最终归宿，也是最终的价值实现方式 [ 3 ]。 2) 打造新家庭生活：育儿知识与家政改良 《妇女时报》的预设读者主要为女学生、受过教育的夫妻。夫妻群体必然已经结婚并且组建家庭，因此家庭教育对于这一群体有实际意义。女学生虽然没有婚配、没有成家，但是《妇女时报》的相关教育内容能够为日后其开展家庭教育工作提供指导和建议。《妇女时报》对女性角色预设了成长道路，从为人女、为人妇到最后的为人母，因此在内容创作以及结构上，《妇女时报》一方面教育女性群体如何处理好家庭生活各项事务，另一方面教育女性群体如何养育孩子，培育好下一代。在内容设计上，《妇女时报》不仅沿袭了中国传统的家庭生活以及养育观点和方式，同时也结合了的许多西方的先进的教育观点，在中西结合的情况下发挥女性教育的作用。 女性在家庭中的关键性职责就是生育、养育下一代，在此观念的引导下，《妇女时报》从不同角度探讨了育儿知识。一方面，该报刊中刊登了许多理论化的、知识化的育儿理论，从学术角度更加专业的探讨如何养胎、育儿。另一方面，该报刊也同样从实际角度探讨，侧重于易理解性、可操作性的实践经验，在原则上主要把握育儿的科学性。《妇女时报》也创新化的提出了父亲角色在育儿中的重要性以及参与方式，在当时的社会背景下具有一定的超前性。 如果说《妇女时报》中育儿知识教育的“新”体现在科学性上，则家政改良的“新”体现在民主性上。在女性的家政改良方面，《妇女时报》也从原则性指导和实践案例两个方面入手。从财务收支表、亲身经验讲述、国外家政案例、改造家庭生活等登刊内容上可以看出，《妇女时报》希望能够规划理想、事物以及家庭教育之间的平衡。在时报的文章中，还可以看出夫妻双方在知识面与执行面上企图改良家庭生活的努力，会使得治家、理财、育儿、生活空间规划、室内装修、服装选择、家庭娱乐等方面的执行更具有民主性和科学性。在相关文章中，作者群体还格外突出男性在家政改良中的管理作用、指导作用以及监督作用，将家政权利和义务进行了一定程度的分散，体现了家庭生活管理逐渐走向民主化的趋势。
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user: 5. 《妇女时报》对女性教育观点认知的不足 《妇女时报》认为在女性教育的过程中，女性教育最终需要回归到家庭生活中，主要体现在育儿以及家政这两个方面，但《妇女时报》相对于同时期的其他女性刊物欠缺一定的思想先进性。《妇女时报》认为女性以及女性教育应该最终回归以及服务家庭，没有关注女性以及女性教育的个体价值和社会价值 [ 4 ]。在清末民初，女性群体已经参与到社会化的生产以及分工中，并通过就业、工作同样创造了巨大的社会价值，在参与工作的过程中，女性群体也实现了个体的尊严和价值。《妇女时报》将女性教育的价值仅仅定位在家庭范围内，存在一定的短视性和局限性。同时在家庭生活中，《妇女时报》主推的民主仅仅是一定程度和范围内的民主，其家庭的主导权力仍旧在男性手中，受过良好教育的、性情温顺的女性群体仍旧是男性的附属，并非真正意义上的男女平等。 从《妇女时报》的个体角度上来探讨，该报刊成为当时发行量最大的女性刊物有其成功的必然，如商业化的运作、知名作家的写作、优秀领导者的管理等。但是从其内容上也可以看出，《妇女时报》在女性权利观念上仍旧是狭窄的、落后的，这与当时整体的社会意识和风气是一致的。女性权利的觉醒以及发展是一个长期挣扎与奋斗的过程，女性教育的发展和完善同时将也是一个不断改革与创新的过程。
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user: 摘 要 故城县位于河北省东南部，地热资源丰富，为满足供暖和温泉需求，目前已经布置多口地热井。该区地热井以奥陶系灰岩地热储层为主要目的层，探索各目的层段储层发育特征、横向展布规律及含水特性。地热井多采用三开制结构，通过钻进、下套管封固止水、洗井试水等工序最终成井，其中遇到了：防斜、清水钻进、卡风化壳、增水工艺等到四大技术难题。 关键词 :地热资源，防斜，三开制，清水钻进，地质卡层，增水工艺 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 故城地质状况及井身结构 1.1. 地质特征 城区在构造上位于沧县隆起南部武城凸起，武城凸起面积1360 km 2 ，东、西分别以沧东断裂和武城断裂为界 [ 1 ]，东部为德州凹陷，西部为大营镇凹陷，故城县处在临清坳陷东部的武城凸起北部。新生代第三纪以后才接受沉积，下伏中生界、古生界地层与华北其它地区类似，基底为太古界地层。 武城凸起高点位置基岩埋深小于1000 m，故城城区基岩埋深2200 m左右，为奥陶系、寒武系地层。具体：上部为第四系平原组，其下依次为上第三系明化镇组地层、馆陶组、东营组地层，中生界侏罗系，具有良好的热覆盖层，目的层为古生界奥陶系(未穿)。其中古生界奥陶系地层承压能力小，地层易发生漏失，给施工带来了很大的困难。 1.2. 井身结构 针对故城区块地层的结构特点，为了增大完井井眼尺寸，为以后开采地热能创造有利条件，采用三开制井身结构。一开使用444.5 mm钻头钻至井深500 m左右，下339.7 mm套管，封固上第三系明化镇组欠压实、易分散造浆、易水化膨胀、易阻卡地层；二开使用311.2 mm钻头钻至2800 m左右，下244.5 mm套管，封固上部松软地层；三开使用215.9 mm钻头钻至基岩地热储层，进行裸眼完井，若三开井段为井斜段，则下滤水管 [ 2 ]。
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user: 2. 二开钻井技术措施 针对该地层的特点，我们认真调研并按照设计要求，二开井段清水钻进施工是本开次及全井的难点和重点。 二开井段将揭开明化镇组、馆陶组砂岩储层、东营组及侏罗系等，由于二开大井眼、长裸眼、清水钻进，及地层易溶解、易垮塌、易井斜等特点，从而给钻井施工带来了困难，钻进过程中，制定了严格的技术措施： 1) 钻具组合尽可能简化，严把钻具入井关，二级以下钻杆杜绝入井。 2) 二开钻进，每钻进1单根划眼一遍，如划眼无阻卡，则接单根继续钻进。 3) 密切注意各参数(扭矩、泵压)和返出岩屑情况的变化，若发现任何变化和异常，立即上提钻具划眼。 4) 该井段一定要保持钻具处于活动状态，特别是出现特殊情况时，一定要大幅度活动钻具，防止粘附卡钻。 5) 根据井身结构特点，钻进过程要定期进行短程起下钻，根据实际阻卡情况适当延长短起下间隔时间。 6) 由于地热区块对于储热层的保护，二开井段采用清水钻进，实际钻进过程中，重点要做好对固相含量的控制，主要采取对钻井液密度的控制，充分用好固控设备。 7) 设备是打井的关键，二开前对所有设备进行检查和保养，确保刹车系统、固控系统、供电系统等正常运转。 8) 该地热区块，地层复杂多变，应切实加强地层对比，卡准地层，随时进行冲孔，防止钻入薄弱地层，造成井漏而发生卡钻甚至埋钻风险。
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user: 3. 施工重点、难点及解决办法 3.1. 二开井段易发生粘卡和井漏 二开井段，裸眼井段长达2300 m左右。该井段同时揭开明化镇组、馆陶组、东营组、侏罗系及奥陶系顶部，存在多套不同的压力系统。本井段为了稳定地层，钻进过程钻井液比重一般控制在1.17 g/cm 3 左右，本井段主要考虑平衡地层压力，抑制地层垮塌。 3.2. 钻井液比重太高导致机械钻速太低 由于钻井液采用清水钻进，钻遇过程中的分散，使得比重会高达1.19~1.21 g/cm 3 ，导致机械钻速降低，因此要利用好三级固控设备，进行及时消除有害固相，并及时补加清水 [ 3 ]。 3.3. 二开双驱钻井和防斜技术 由于二开井段较长，且为大井眼，快速钻进和防斜技术尤为重要。一开固井侯凝结束，即下二开钻井组合进行扫塞和钻进，采用PDC钻头 [ 3 ] + 197 mm单弯螺杆双驱钻井，以实现快进、打直，并加入随钻测斜MWD，一旦发现井斜超标，随时给予纠正，确保二开的井身质量。 3.4. 二开卡层 二开钻遇奥陶系顶部，见灰岩立即停止钻进，若钻进过多进入灰岩薄弱地层，有造成大漏甚至埋钻风险，若钻遇不到灰岩地层，二开就无法对砂泥段进行有效封堵，给后期取水带来风险。 钻遇风化壳要做好几方面，一是钻井液密度在保证携岩稳定井壁情况下，尽可能采取固控设备除去有害固相；二是地质上，要加强岩屑分析，必要时候进行多次冲孔；三是工程上，钻进控制好钻压，以便从钻时上分析；四是通过排量控制泵压，减少井底压力，每次开泵要缓慢，防止激动压力造成地层漏失。 3.5. 钻遇复杂地层 二开会钻遇复杂地层，故城区块奥套系灰岩顶部会有夹层，某井二开钻进至2800 m处发现灰岩，随即钻进至2805 m二开终孔，之后进行通井、测井、下套管固井、扫塞等特殊作业。但三开钻进至2810 m后灰岩地层开始变成碳质泥岩，且钻进过程中有5层煤层的夹层(煤层厚度累计8 m)及60 m左右灰色细砂岩，继续钻进至2906 m处发现长段灰岩，才确认进入奥陶系目的层。 此时的三开井段就包括了碳质砂泥岩夹煤层井段和取水目的层灰岩段，为了后继取水安全，需对上部易垮塌井段进行封堵。最终采取的办法是悬挂器加尾管加止水伞进行封堵(图1)。要加强地质资料收集和邻井资料对比分析，否则会导致工序增多和风险增大。 图1. 该段测井成果图
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user: 4. 下套管固井和止水工艺 对二开长裸眼下244.5套管进行封固，采用的工具组合：套管(筛管) +扶正居中接头+倒扣接头+送放钻杆(图2)。下套管前认真通井和循环钻井液，确保井底干净，套管下至预定井深，须保证244.5 mm套管与表套有30~40米的重叠段，循环顶通后进行打水泥作业。常规的是全井段进行封固止水 [ 4 ]，先进行一次固井，倒扣作业后上提钻具，侯凝24 h进行二次固井，即为防止上部低温水层外窜，需对倒扣接头位置进行挤水泥作业，挤入量可根据地层压力情况，侯凝48 h进行套管试压，试压合格方可进行下步作业 [ 5 ]。三开目的层的灰岩相对较稳定，一般直井采取裸眼完井方式(图3)，若是定向井，则考虑筛管或者滤水管完井方式 [ 6 ]。