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摘要

針對自然界的非球形粒子問題,對典型非球形粒子的偏振傳輸特性進行研究,采用T矩陣算法研究橢球、圓柱和切比雪夫粒子的偏振傳輸特性,及其與球形粒子偏振傳輸特性的差異。研究結果表明:對于橫縱軸之比中等的橢球粒子,當散射角小于60°時,不同形狀橢球粒子的偏振度(DOP)差異較小,可用Mie散射方法進行粒子偏振特性的近似計算;當散射角大于60°時,DOP隨橫縱軸之比的變化較大,且球形與橢球粒子的DOP差異隨著橫縱軸之比的增加而增大;對于直徑與高度之比中等的圓柱體粒子,DOP的變化相比于橢球粒子更加平穩,但后向散射與側向散射區域仍不能采用Mie散射進行近似計算;形狀比例極端的橢球粒子和圓柱體粒子的偏振曲線均類似于鐘形,且在散射角約為90°時DOP達到最大值;切比雪夫粒子的形變參數和級次都對粒子前向散射偏振特性的影響較小,但對后向散射偏振特性的影響較大,且靈敏度隨級次的增加而減小。本研究結果可為非球形粒子偏振傳輸特性的研究及球形粒子近似提供理論指導。

PDF全文HTML全文 光學學報 | 2019,39(06):0629001
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摘要

針對分布式光纖入侵監測系統在室外復雜環境下誤報率過高的問題,提出了一種基于時/頻域綜合特征提取的入侵事件識別方法。使用自適應幅值門限信號切分算法找出有效振動信號片段,在此基礎上提取平均片段間隔特征。選取最大能量片段作為主要研究對象,提取片段長度和峰均比特征,并對其進行小波包分解,生成頻域能量分布特征,組成時/頻域復合特征向量,使用高性能的支持向量機多分類算法進行模式識別。實驗結果表明:該方法對行人腳踩、自行車軋過、拍擊圍欄和剪切光纜這4種典型入侵事件的平均識別正確率達到了98.33%,相比于僅提取時域或頻域特征方法的識別正確率均有顯著提高。該方法對光路光功率變化不敏感,能有效提升系統的實用性。

PDF全文HTML全文 光學學報 | 2019,39(06):0628002
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摘要

提出了一種適用于空中擴展目標和小目標紅外輻射強度計算的通用模型,該模型消除了對環境溫度依賴較大的背景偏置的影響,可有效提升外場復雜多變環境條件下航空目標紅外輻射特性測量結果的精度。結合某型航空目標動態紅外特性測試數據,探討了小目標紅外輻射強度的計算問題,結果表明:對于中波紅外小目標,大氣表觀輻射強度對總輻射強度的貢獻可以忽略,可以采用簡化模型計算總輻射強度,但對于長波小目標紅外輻射,簡化模型不再適用。對紅外小目標和擴展目標的外場動態測試數據分別進行了處理,并與理論結果作比對驗證,結果驗證了模型的正確性。

PDF全文HTML全文 光學學報 | 2019,39(06):0612007
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摘要

提出了一種基于圖像動態光散射原理測量二維納米顆粒粒度的新方法,稱為平移轉動-圖像動態光散射(TR-IDLS)法。采用會聚的偏振高斯光束照射樣品池中處于布朗運動的二維納米粒子,分別采集納米粒子的水平偏振散射光信號和垂直偏振散射光信號。根據兩個偏振方向上散射光光強波動的時間相關函數,計算出納米顆粒的平移和轉動擴散系數的分布,進而從擴散系數中獲得顆粒的長寬比、等效直徑和厚度的分布。采用該方法測量了球形標準納米顆粒和片狀云母顆粒的粒徑。采用電鏡獲得了片狀云母顆粒的形狀和等效直徑,并與TR-IDLS方法的實驗結果進行比較,驗證了TR-IDLS方法的可行性。

PDF全文HTML全文 光學學報 | 2019,39(06):0612005
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摘要

采用強場近似方法,對處于兩個具有時間延遲的圓偏振激光場中氫原子的渦旋狀光電子動量分布進行了數值模擬。在兩個延時激光脈沖的作用下,電子吸收光子后克服電離閾值,從基態經由兩個不同的通道躍遷到連續態,產生的電子波包之間會發生干涉。模擬結果表明,所產生的光電子動量渦旋的旋向與兩脈沖的偏振方向有關,渦旋臂的數目與激光載波頻率有關。動態Stark效應是一種典型的強場現象。若在電離發生的同時考慮動態Stark效應,將會觀察到動量渦旋的扭曲。對順時針的動量渦旋及其扭曲進行分析,發現扭曲現象是由動態Stark效應引入的附加相位的時間非線性特性引起的。

PDF全文HTML全文 光學學報 | 2019,39(06):0602001
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摘要

針對雷達目標自動識別,對目標屬性散射中心進行了參數化建模。建模前,基于實體部件分解的目標進行高精度幾何建模,提出了一套含空間射線分集的射線追蹤方法?;诖?發展了一套基于空間射線分集的目標散射中心參數化正向建模方法。在現有的提取面類散射源的基礎上,增加了目標邊緣強散射源的散射中心,同時推算出了其模型參數。將該方法所得的結果與現有高頻方法的結果進行對比,驗證了參數化模型的有效性。所提出的參數化建模的方法為雷達目標特征數據庫的獲取提供了一條新的輔助途徑。

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摘要

采用密度矩陣方程,分析了倒Y四能級原子系統中相位周期場驅動的雙通道四波混頻(FWM)過程。數值分析結果表明:周期性相位調制的探測場可以調控兩個通道的FWM信號,使之疊加或分離;選擇不同的調制頻率、調制系數及綴飾場強度,可使FWM信號出現抑制、增強或分裂。這種周期場驅動的調控方法有望用于光學非線性過程的優化及光信息處理。

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摘要

采用傳統紫外光刻技術與激光雙光束干涉光刻技術相結合的方法,以及激光雙光束干涉連續兩次曝光的工藝方法,制備了具有多種形貌和周期的微納米復合結構,解決了利用傳統激光干涉加工技術制備微結構的形貌和周期單一的問題。通過優化實驗條件,制備出了微米條形光柵、矩形、圓形和六邊形點陣與納米光柵相結合的微納米復合結構;在玻璃/銀膜/CH3NH3PbI3結構中引入微納米復合光柵結構,CH3NH3PbI3的吸收在可見光范圍內得到明顯增強,這主要歸因于微米光柵的散射效應和銀膜/CH3NH3PbI3界面表面等離子激元的電場增強效應的共同作用。

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摘要

研究了橢圓纖芯少模光纖的模式特性,給出了少模光纖中克爾非線性耦合模方程的一般形式,詳細描述了少模光纖參量放大器的設計方法。利用COMSOL仿真軟件獲得了導波光場模式分布對纖芯橢圓率的依賴關系,進而計算了少模之間的四波混頻相位失配因子和相應的模場交疊積分(或非線性系數)。研究了階躍型折射率分布的橢圓纖芯少模光纖中三個模群的簡并四波混頻過程。結果表明,當LP21a模的抽運光功率為0.5 W時,LP11a模的信號光增益達到20.15 dB,在增益劣化2 dB的范圍內可允許的橢圓纖芯誤差為0.6 μm。

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摘要

石墨烯具有比表面積大、彈性模量大、剛度大和密度低等特性,是極佳的納機電系統(NEMS)基礎材料。石墨烯納機電系統主要研究石墨烯薄膜的機電性能,其共振頻率對質量、力和熱具有非常靈敏的響應,在傳感領域具有廣泛的應用前景。光纖傳感器已得到廣泛應用,二者相結合能夠發揮更大的優勢。本文主要對石墨烯納機電系統的工作原理、制備工藝、傳感應用和基于光纖的石墨烯納機電系統傳感器進行了綜述與展望。

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摘要

基于低溫稀土離子摻雜晶體中的光譜燒孔效應的激光穩頻技術,以低溫下稀土離子摻雜晶體中的光譜燒孔為頻率鎖定參考,有更低的熱噪聲極限,而且,與基于法布里-珀羅參考腔的激光穩頻技術相比,該技術具有對外界溫度、壓力和加速度的變化更不敏感的優勢,因此其頻率穩定度理論上可達10 -17量級,能實現與法布里-珀羅參考腔可比擬甚至超越的穩頻效果。從理論原理、技術實現、國內外研究進展幾方面介紹了基于光譜燒孔效應的激光穩頻技術,并對其在頻率穩定技術領域的發展前景進行了展望。

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摘要

高功率半導體激光器具有效率高、壽命長、體積小,及成本低等優點,在國防軍事、材料加工和抽運源等領域具有廣泛應用。闡述了鎵砷/GaAs基近紅外波段激光器和鎵氮/GaN基藍綠光波段激光器的缺陷類型、發射特征,以及相關研究進展,通過聚焦商用器件,利用變條件分波段發射譜及其熱像,展示了與缺陷相關的發射信號來源和空間分布,分析了內部光學損傷(COD)動力學,指出了現有“外COD”模型在解釋器件熱退化機理上的局限性。

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摘要

基于色散位移光纖中的自發四波混頻過程,制備了具備光學輸出以及電子輔助信號輸出的1550 nm通訊波段便攜式偏振糾纏量子光源,標準單模光纖端口可輸出信號波長和閑置波長分別為1558.17 nm和1548.51 nm的偏振糾纏光子對,同軸電纜端口可輸出用于單光子探測器和數據采集系統的經延時調諧和分頻的電信號。結果表明,當單通道光子產生率約為0.0007 pair/pulse時,符合計數率與隨機符合計數率之比可達22.8;偏振糾纏干涉條紋可見度為87%。

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摘要

利用自組裝的數字全息表面等離子體共振成像技術,分別檢測了兩種具有不同分子質量的桃膠多糖(PGP-1與PGP-2)與半乳糖凝集素-3的相互作用。制備了表面等離子體共振成像生物芯片,同時檢測了具有不同濃度的桃膠多糖樣品與半乳糖凝集素-3的結合過程,制作了標準曲線,并計算了相互作用的結合平衡常數。結果表明,兩種具有不同分子質量的桃膠多糖可以直接結合半乳糖凝集素-3,其中PGP-1的結合平衡常數為8.36×105 M-,PGP-2的結合平衡常數為1.24×105 M-。結合曲線符合生物分子相互作用的規律,證明了該方法在多通量生物檢測中的可行性。該方法實驗裝置簡單、易操作、無需標記、成本低,在高通量分析技術中具有一定的應用前景。

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摘要

建立了基于飛秒激光抽運-探測原理的時間分辨陰影成像平臺,直接獲取了飛秒激光燒蝕石英微孔的超快過程圖像。在不同能量密度、時間延遲、脈沖數量條件下,觀察到隨時間延遲變化的等離子體通道衰退、沖擊波膨脹和微孔伸長現象。實驗結果表明,所提系統有助于飛秒激光燒蝕誘導透明介質內部微納結構的原位觀察。

PDF全文HTML全文 中國激光 | 2019,46(05):0508020
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摘要

為了解決激光打標系統中聚焦透鏡焦深短等原因導致的系統打標范圍小等問題,提出了一種基于飛秒激光成絲效應進行大幅面激光打標的方法,系統地分析了打標范圍和分辨率。實驗結果表明:飛秒激光成絲可以有效地增大焦深,實現大幅面平面樣品的打標以及曲面樣品的打標,并在打標系統的有效工作范圍內,使分辨率均勻性得到了提高。

PDF全文HTML全文 中國激光 | 2019,46(05):0508019
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摘要

自行研制出鈦寶石晶體抽運的波長為532 nm的全固態高功率激光器,實現了高功率、高轉換效率的可調諧鈦寶石激光輸出。使用3列重復頻率為1 kHz的激光二極管陣列對稱式抽運Nd∶YAG晶體,通過調Q及腔內倍頻,獲得功率為37.8 W、波長為532 nm的抽運光,每個激光二極管的抽運脈沖包絡內包含5個調Q脈沖,單脈沖寬度為90 ns,重復頻率為5 kHz。采用該綠光抽運鈦寶石晶體,獲得733.5~871.1 nm波長范圍內的連續調諧激光,在771 nm處獲得的輸出功率最大,為8.26 W,光-光轉換效率高達42%,脈沖寬度為14 ns,30 min內輸出功率穩定性優于±4.4%。

PDF全文HTML全文 中國激光 | 2019,46(05):0508018
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摘要

綜述了強激光場作用下原子的光電離動力學最新進展,著重分析了非絕熱隧道電離中的隧穿出口光電子動量分布,得到分子坐標系中隧道電子角分布,實現分子內層軌道成像;采用電場矢量同向旋轉的雙色(400 nm+800 nm)圓偏振激光實現雙指針阿秒鐘干涉技術,該技術可以測量光電子波包的相位和振幅;基于具有較大自旋-軌道耦合效應的原子(氙原子),通過圓偏振激光中的多光子電離過程,可產生具有高自旋極化度的光電子。最后對目前超快強場物理的研究前景和發展趨勢進行簡單的介紹。

PDF全文HTML全文 中國激光 | 2019,46(05):0508017
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摘要

超快脈沖激光因具有超短的響應時間及較高的峰值功率而在激光加工及強場物理學等領域有重要應用。隨著藍光激光二極管及摻雜鐠離子激光增益介質的發展,可見波段超快脈沖激光迅速發展,主要綜述了可見波段超快脈沖激光的研究進展及現狀,詳細描述了克爾透鏡鎖模、高重復頻率吉赫茲自鎖模及基于可飽和吸收體的鎖模等技術在可見光波段的應用,并展望了可見波段超快激光的發展方向及前景。

PDF全文HTML全文 中國激光 | 2019,46(05):0508011
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摘要

對模式選擇耦合器、聲致光纖光柵等全光纖模式轉換器件的工作原理進行總結,并結合鎖模光纖激光器和模式轉換器件的優勢,簡單高效地產生了超快矢量光束和渦旋光束,得到的超快高階模式激光具有峰值功率高、模式純度高等特點。實驗證明了模式轉換器件的快速響應特性和寬帶模式轉換特性,并指出了其未來的發展方向和應用前景。

PDF全文HTML全文 中國激光 | 2019,46(05):0508010
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摘要

Spatio-temporal coupling characteristics of ultrafast laser pulses are quantitatively tailored. An asymmetric microstructure is induced in the focal volume when the laser scans perpendicularly to the direction of the spatial chirp in fused silica. The tilted direction reverses when adding a Dove prism into the light path. The sign of the pulse front tilt can be turned from positive to negative by changing the group delay dispersion by steps. We reveal that the tilted direction of a microstructure depends on spatial chirp, and the interplay between spatio-temporal chirp leads to the change of tilted angles.

    PDF全文Chinese Optics Letters | 2019,17(08):081402
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    摘要

    All-optical ultrasound probes that contain a photoacoustically-based ultrasound generator paired with a photonic acoustic sensor provide a promising imaging modality for diagnostic and MRI-compatible applications. Here, we demonstrate the fabrication of a fiber-based all-optical ultrasound probe and its applications in pulse-echo ultrasound imaging. The ultrasound generator is fabricated on a 125?μm multimode optical fiber by forming a light-absorbing multiwalled carbon nanotube (MWCNT)-polydimethylsiloxane (PDMS) composite coating on its distal end. A peak-to-peak acoustic pressure of 0.95?MPa was achieved with laser irradiation at 2.46?μJ by chemically functionalizing the fiber surface to enable a strong adsorption. Ultrasound reception was performed by a fiber-laser ultrasound sensor that translates ultrasound pressure into differential lasing-frequency changes. By linearly scanning the probe, ex vivo two- and three-dimensional imaging of a segment of swine trachea was demonstrated by detecting the echo ultrasound signals and reconstructing the acoustic scatterers. The probe presents axial and lateral resolutions at 150 and 62?μm, respectively. The small-sized, side-looking all-fiber ultrasound probe presents a promising approach for assembling an interventional endoscopy.

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      摘要

      We show optical waves passing through a nanophotonic medium can perform artificial neural computing. Complex information is encoded in the wavefront of an input light. The medium transforms the wavefront to realize sophisticated computing tasks such as image recognition. At the output, the optical energy is concentrated in well-defined locations, which, for example, can be interpreted as the identity of the object in the image. These computing media can be as small as tens of wavelengths and offer ultra-high computing density. They exploit subwavelength scatterers to realize complex input/output mapping beyond the capabilities of traditional nanophotonic devices.

        PDF全文Photonics Research | 2019,7(08):823-827
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        摘要

        Laser interaction with an ultra-thin pre-structured target is investigated with the help of both two-dimensional and three-dimensional particle-in-cell simulations. With the existence of a periodic structure on the target surface, the laser seems to penetrate through the target at its fundamental frequency even if the plasma density of the target is much higher than the laser’s relativistically critical density. The particle-in-cell simulations show that the transmitted laser energy behind the pre-structured target is increased by about two orders of magnitude compared to that behind the flat target. Theoretical analyses show that the transmitted energy behind the pre-structured target is actually re-emitted by electron ‘islands’ formed by the surface plasma waves on the target surfaces. In other words, the radiation with the fundamental frequency is actually ‘surface emission’ on the target rear surface. Besides the intensity of the component with the fundamental frequency, the intensity of the high-order harmonics behind the pre-structured target is also much enhanced compared to that behind the flat target. The enhancement of the high-order harmonics is also related to the surface plasma waves generated on the target surfaces.

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          摘要

          Integrating lithium niobate (LN) modulators with other functions on a single optical chip has proven difficult, until the development of thin film LN, which has enabled the development of silicon integrated photonic chips including LN modulators that can operate at very low voltage and at high speed. Recent progress on thin-film LN for high speed modulators is evaluated.

            PDF全文HTML全文 Advanced Photonics | 2019,1(03):030502-30502
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            摘要

            The results of experiments with rapidly exploding thin conductors in the current-pause regime are presented. Copper wires 25 μm in diameter and 12 mm in length serve as loads for a GVP pulsed generator based on a low-inductance capacitor. The generator produces current pulses of up to 10 kA with dI/dt up to 50 A/ns. A 100–800-ns current-pause regime is obtained for charging voltages of 10–15 kV. The discharge channel structure is studied by shadow photography using 0.53-μm, 10-ns second-harmonic pulses from a Nd3+:YAG laser. In the experiments, three types of secondary breakdown are observed, with different symmetry types, different current-pause durations, and different dependences on the energy deposited into the wire during its resistive heating. All of these breakdown types develop inside a tubular core that is produced in the current-pause stage and that remains almost undamaged by the breakdown.

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              摘要

              Many papers have been published on the theory of magnetic insulation and the use of Zflow analysis of magnetically insulated transmission lines (MITLs). We describe herein a novel design process using the circuit code SCREAMER for a real-world MITL for z-pinch loads based on the Zflow model of magnetic insulation. In particular, we design a 15-TW, 10-MA, 100-ns double-disk transmission line using only circuit modeling tools and Zflow analysis of the MITL. Critical issues such as current loss to the anode during the setup of magnetic insulation and the transition from a non-emitting vacuum power feed to an MITL play a large role in the MITL design. This very rapid design process allows us for the first time to explore innovative MITL designs such as variable-impedance MITLs that provide a significantly lower total inductance and improved energy delivery to the load. The tedious process of modeling the final MITL design with highly resolved 2D and 3D electromagnetic particle-in-cell codes occurs as a validation step, not as part of the design process.

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                摘要

                Interaction of twisted strong laser radiation with electrons in the classical regime is considered. We investigate transfer of the angular momentum of absorbed laser photons to the emitted radiation. An interaction regime is considered where radiation reaction is negligible and the formation length of radiation is comparable to or larger than the laser wavelength. The latter condition ensures that the structure of the laser field plays a role in the electron dynamics during the formation of radiation. We distinguish the case of a single electron from that of an electron beam. For a single electron, the spin angular momentum of the driving laser photons is transferred to the radiation field, while the orbital angular momentum of the laser field is not. We conclude that in the classical regime, to imprint the angular momentum of twisted light on radiation, an electron beam is a prerequisite. In the latter case, nonlinear Thomson scattering of twisted light off an ultrarelativistic electron beam produces high-frequency radiation that is twisted, with a topological charge proportional to the harmonic order.

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                  In this paper, the effects of an electron beam on X-pinch-produced spectra of L-shell Mo plasma are investigated for the first time by principal component analysis (PCA); this analysis is compared with that of line ratio diagnostics. A spectral database for PCA extraction is arranged using a non-Local Thermodynamic Equilibrium (non-LTE) collisional radiative L-shell Mo model. PC vector spectra of L-shell Mo, including F, Ne, Na and Mg-like transitions are studied to investigate the polarization types of these transitions. PC1 vector spectra of F, Ne, Na and Mg-like transitions result in linear polarization of Stokes Q profiles. Besides, PC2 vector spectra show linear polarization of Stokes U profiles of 2p53s of Ne-like transitions which are known as responsive to a magnetic field [Tr?bert, Beiersdorfer, and Crespo López-Urrutia, Nucl. Instrum Methods Phys. Res., Sect. B 408, 107–109 (2017)]. A 3D representation of PCA coefficients demonstrates that addition of an electron beam to the non-LTE model generates quantized, collective clusters which are translations of each other that follow V-shaped cascade trajectories, except for the case f = 0.0. The extracted principal coefficients are used as a database for an Artificial Neural Network (ANN) to estimate the plasma electron temperature, density and beam fractions of the time-integrated, spatially resolved L-shell Mo X-pinch plasma spectrum. PCA-based ANNs provide an advantage in reducing the network topology, with a more efficient backpropagation supervised learning algorithm. The modeled plasma electron temperature is about Te ~ 660 eV and density ne = 1 × 1020 cm?3, in the presence of the fraction of the beams with f ~ 0.1 and centered energy of 5 keV.

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                    摘要

                    Manipulation of light-matter interaction is critical in modern physics, especially in the strong coupling regime, where the generated half-light, half-matter bosonic quasiparticles as polaritons are important for fundamental quantum science and applications of optoelectronics and nonlinear optics. Two-dimensional transition metal dichalcogenides (TMDs) are ideal platforms to investigate the strong coupling because of their huge exciton binding energy and large absorption coefficients. Further studies on strong exciton-plasmon coupling by combining TMDs with metallic nanostructures have generated broad interests in recent years. However, because of the huge plasmon radiative damping, the observation of strong coupling is significantly limited at room temperature. Here, we demonstrate that a large Rabi splitting (~300 meV) can be achieved at ambient conditions in the strong coupling regime by embedding Ag-WS2 heterostructure in an optical microcavity. The generated quasiparticle with part-plasmon, part-exciton and part-light is analyzed with Hopfield coefficients that are calculated by using three-coupled oscillator model. The resulted plasmon-exciton polaritonic hybrid states can efficiently enlarge the obtained Rabi splitting, which paves the way for the practical applications of polaritonic devices based on ultrathin materials.

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                      摘要

                      One of the bottleneck issues for commercial scale-up of Ti additive manufacturing lies in high cost of raw material, i.e. the spherical Ti powder that is often made by gas atomization. In this study, we address this significant issue by way of powder modification & ball milling processing, which shows that it is possible to produce printable Ti powders based on ultra-low cost, originally unprintable hydrogenation-dehydrogenation (HDH) Ti powder. It is also presented that the as-printed Ti using the modified powder exhibits outstanding mechanical properties, showing a combination of excellent fracture strength (~895 MPa) and high ductility (~19.0% elongation).

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                        摘要

                        渦旋光的拓撲荷數測量是渦旋光應用不可或缺的關鍵技術。將周期漸變型光柵的漸變性與環形光柵的完全對稱性相結合,對環形光柵的結構附加周期漸變性并進行優化,研制了一種用于渦旋光束高階拓撲荷數測量的新型環形漸變型光柵。經過數值模擬與實驗測試,渦旋光束準直投射至環形漸變光柵形成遠場衍射圖案,其變化規律精準地對應渦旋光束軌道角動量狀態。實驗測量拓撲荷數達±30。該研究為渦旋光束的測量應用提供了新方法。

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                        摘要

                        FM-to-AM conversion for angular filtering based on transmitted volume Bragg gratings (TBGs) is discussed. Simulation results show that a narrower spectral selectivity of TBGs led to stronger FM-to-AM conversion. Good angular selectivity and a wide bandwidth for the TBGs can be obtained by controlling the grating period and thickness. FM-to-AM conversion can be effectively suppressed and the distortion criterion for the filtered beam reduces to less than 5%. FM-to-AM conversion of TBGs is demonstrated in the ‘Shenguang’ facility, and the results are in good agreement with the simulation.

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                          摘要

                          We report on a high-repetition-rate, high-power continuously pumped Nd:GdVO4 regenerative amplifier. Numerical simulations successfully pinpoint the optimum working point free of bifurcation instability with simultaneous efficient energy extraction. At a repetition rate of 100?kHz, a maximum output power of 23?W was obtained with a pulse duration of 27?ps, corresponding to a pulse energy of $230~\unicode[STIX]{x03BC}\text{J}$. The system displayed an outstanding stability with a root mean square power noise as low as 0.3%. The geometry of the optical resonator and the pumping scheme enhanced output power in the $\text{TEM}_{00}$ mode with a single bulk crystal. Accordingly, nearly diffraction-limited beam quality was produced with $M^{2}\approx 1.2$ at full pump power.

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                            Refractive index (RI) sensing helps to identify biomolecules and chemicals in the mid-infrared range for drug discovery, bioengineering, and environmental monitoring. In this paper, we numerically demonstrate an electrically tunable RI sensor with ultrahigh sensitivity using a three-layer graphene nanoribbon array separated by hexagonal boron nitride (hBN). Unlike the weak resonance in single-layer graphene nanoribbons, a much stronger plasmon resonance featuring a higher-quality factor can be excited in the graphene/hBN few-layer ribbon array. Simultaneously, the high purity of graphene on hBN results in an outstanding charge mobility above 4×104??cm2·V?1·s?1 at 300?K, which allows a larger modulation depth. The interaction between the locally enhanced field around graphene ribbons and its surrounding analyte leads to ultrahigh sensitivity (4.207?μm/RIU), with the figure of merit reaching approximately 58. Moreover, this ultrasensitive detector could selectively work in different wavebands by controlling gate voltages applied to graphene. These merits of ultrahigh sensitivity and electrical tunability are major advances compared to previous RI sensors, paving a way toward ultrasensitive detection using graphene/hBN few-layer devices.

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                              摘要

                              Metsurfaces continue to find an increasing number of applications. We provide a brief explanation of how metasurfaces can be used for three-dimensional imaging, as demonstrated by C. Jin et al in Advanced Photonics, Volume 1, Issue 3.

                                PDF全文HTML全文 Advanced Photonics | 2019,1(03):030501-30501
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                                摘要

                                碳纖維網格面板蜂窩夾層結構具有質量輕、比強度高、比剛度大等優點,在航天產品上得到了廣泛的應用。由于碳纖維網格面板蜂窩夾層結構的特殊性,傳統無損檢測手段對其粘接質量檢測效果不理想。本文采用鎖相紅外熱波法對其粘接質量進行檢測,模擬了 3種類型的缺陷:網格面板碳纖維之間的脫粘、網格面板與蜂窩之間的脫粘、聚酰亞胺薄膜與網格面板之間的脫粘,并進行了檢測。試驗結果表明鎖相紅外熱波法對上述 3種類型的缺陷取得了良好的檢測效果。

                                PDF全文紅外技術 | 2019,41(05):489
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                                摘要

                                通過對紅外導引頭框架式穩定平臺進行非線性分析,得出影響框架系統穩定輸出的一些設計要素。轉子系統的轉速變化對框架穩定性響應會出現周期、擬周期及混沌振動狀態。根據非線性動力學分析結果可以看出,增加系統的阻尼可以有效地抑制平臺框架的剛性混沌響應。

                                PDF全文紅外技術 | 2019,41(05):483
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                                摘要

                                針對基于預測融合的跟蹤航跡融合模型( FP-TFM)在多傳感器航跡融合時由于大量的矩陣運算導致的跟蹤發散或失效問題提出了一種改進的基于預測融合的跟蹤航跡融合模型( FP-ITFM),采用加權融合思想改進了 FP-TFM的融合規則,使得改進后的 FP-ITFM具有了較高的融合精度、較低的計算負載,同時增加了 FP-ITFM的可擴展性、實時性以及穩定性。最后,Monte Carlo仿真結果驗證了所提出模型的有效性。

                                PDF全文紅外技術 | 2019,41(05):477
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                                摘要

                                針對傳統目標跟蹤算法判別力及穩健性不足的問題,本文在對跟蹤輸出響應圖可信度進行充分研究的基礎上,結合目標尺度估計方法,提出多特征融合和自適應尺度估計相結合的目標跟蹤算法。該方法通過計算不同特征模型下的輸出響應圖可信度,實現對兩種互補的特征進行自適應加權融合,有效地提升了表觀模型的鑒別力及泛化性能。尺度估計模塊通過構建多分辨率特征金字塔、訓練尺度濾波器及尺度特征降維,避免了在尺度空間內的窮舉式搜索。實驗表明文中算法有效地提升了跟蹤過程中的準確率和成功率,能夠適應遮擋、形變等復雜場景下的目標跟蹤,并且具有非常高的效率。

                                PDF全文紅外技術 | 2019,41(05):469
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                                摘要

                                圍繞著解決環境穩定性、自啟動等主要挑戰,非線性環鏡鎖模技術的發展脈絡可概括為含有偏振控制器的非全保偏結構、雙增益式全保偏八字腔結構和含有相位偏置器的全保偏九字腔結構。其中新型的九字腔非線性環鏡鎖模光纖激光器兼具自啟動性能好、環境穩定性高、結構簡單、成本低廉等特點,在光學頻率梳、太赫茲抽運源以及工業材料微加工等領域有著良好的應用前景。

                                PDF全文HTML全文 中國激光 | 2019,46(05):0508013
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                                摘要

                                沙氏大氣激光雷達技術是近幾年來發展起來的一種新型大氣激光雷達技術。該技術以高功率連續波二極管激光器作為光源, 圖像傳感器作為探測器, 在滿足沙氏成像原理的條件下實現了對大氣回波信號的距離分辨探測。介紹了沙氏大氣激光雷達技術的基本原理、技術特點、系統結構及大氣回波信號處理的一般方法??偨Y了近年來沙氏大氣激光雷達技術在大氣氣溶膠及大氣氣體濃度分布探測等方面的研究進展, 并分析了當前面臨的主要挑戰。最后對下一步研究工作及未來發展進行了展望。

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                                摘要

                                回顧了基于傾斜波前技術并利用飛秒激光抽運鈮酸鋰晶體產生高能強場太赫茲輻射脈沖源的研究背景和發展歷程,系統地介紹了傾斜波前裝置中各組成部分對太赫茲輻射脈沖的能量轉化效率以及發射特性的影響,提出了利用這種技術產生mJ量級的超強太赫茲源的可能途徑,展示了強太赫茲源的潛在應用價值。

                                PDF全文HTML全文 中國激光 | 2019,46(06):0614008
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                                摘要

                                太赫茲特殊光束具有獨特的光場分布和衍射特性,在粒子操控、光學成像和光通信等眾多領域都有著明顯的發展優勢。綜述了近年來本課題組和其他科研團隊在太赫茲特殊光束方面展開的部分研究,包括太赫茲貝塞爾光束、渦旋光束、艾里光束、瓶子光束和徑向偏振光束,系統地闡述了這些光束的光場分布特征、衍射特性及其潛在應用前景,旨在探討太赫茲特殊光束對未來太赫茲技術的推動作用。

                                PDF全文HTML全文 中國激光 | 2019,46(06):0614007
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                                摘要

                                時間拉伸色散傅里葉變換(TS-DFT)技術推動了鎖模激光器中瞬態現象的研究,對于揭示復雜系統中的耗散動力學過程具有重要意義。介紹了TS-DFT技術的基本原理及其在數據采集和數據處理中存在的關鍵問題,總結了TS-DFT技術在被動鎖模光纖激光器的類噪聲脈沖與怪波、孤子爆炸、孤子束縛態、鎖模自啟動和矢量孤子等各類超快現象研究中的應用。

                                PDF全文HTML全文 中國激光 | 2019,46(05):0508002
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                                摘要

                                介紹了基于激光掃描法的非接觸式光學元件曲率半徑檢測系統,該系統大大提高了光學元件粗磨后曲率半徑檢測的自動化程度,實現了軟硬件結合的一鍵式面形數據獲取。該系統利用x/y軸二維平移臺的運動實現網格掃描,同時基于激光掃描法測量面形弧高,并附加有z軸升降臺擴展弧高量程。設計了上位機控制程序和人機交互界面,使系統在后期使用中更為靈活便捷。編寫了曲面擬合算法,最終實現光學元件面形數據的自動采集、擬合以及相關光學參數的計算,可完成對多種光學元件面形的非接觸式檢測。實驗結果表明,無論待測光學元件的表面落差是否超出激光頭測量范圍,系統均能完整采集所需面形數據,經過誤差處理后,測量精度優于±0.15 %,滿足粗磨檢測要求。

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                                摘要

                                光電表征技術是太赫茲應用技術的重要基礎,涵蓋了太赫茲頻段光電器件表征、光譜測量、光束改善以及通信和成像應用等多個方面,在太赫茲應用領域中發揮著重要作用。介紹了太赫茲頻段兩種半導體量子器件的工作原理和最新進展,綜述了二者在太赫茲脈沖功率測量、探測器響應率標定等光電表征技術中的應用及其在太赫茲快速調制與探測、太赫茲掃描成像系統中的應用,最后介紹了太赫茲光電表征技術的改善,包括激光源光束質量改善和探測器有效探測面積的提高方法等,并給出了器件及表征技術的潛在應用。

                                PDF全文HTML全文 中國激光 | 2019,46(06):0614004
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                                摘要

                                在人類所了解的電磁波譜中,太赫茲波介于微波與紅外光之間,其頻率范圍通常為0.1~10 THz,對應波長3~0.03 mm。作為非電離電磁波,太赫茲輻射處于宏觀經典理論向微觀量子理論的頻域過渡區,兼備電子學和光子學的雙重特征。近三十年來,太赫茲科學與技術蓬勃發展,無疑是一個非?;钴S的研究領域。一方面,太赫茲波是重要的科學研究前沿,在信息科學、物理學、材料學、天文學、生物學、化學等基礎學科研究中展現出誘人的前景;另一方面,太赫茲波已經成為涉及公共安全、軍事國防和國民經濟等國家核心利益的前沿技術,在國土安全、空間探索、無線通信和經濟發展等國家重大戰略中有著十分重要的應用前景??梢哉f,太赫茲科學技術正呈現出太赫茲基礎科學、太赫茲先進技術和太赫茲產業化三方面多元化快速發展的新局面,前景十分看好,令人期待。

                                  PDF全文中國激光 | 2019,46(06):0614000
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                                  摘要

                                  提出了兩種有效混合物成分的定性與定量分析算法。針對混合物中每種成分太赫茲光譜已知的情況,提出了已知混合物成分光譜分析法,該方法具有步驟簡單、樣本需求量少的優點。而針對成分過多或部分成分光譜無法有效獲得的情況,提出了未知混合物成分光譜分析法,該方法適用于多成分混合物,具有精度較高的優點,樣本需求量多于已知混合物成分光譜分析法,但計算量相比傳統算法大幅縮減。相關工作為生物醫學領域中關鍵物質的識別和測量提供了新的思路和方法。

                                  PDF全文HTML全文 中國激光 | 2019,46(06):0614002
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                                  摘要

                                  太赫茲時域光譜(THz-TDS)技術是一種使用相干探測的頻譜分析手段。THz-TDS系統集太赫茲波發射器與探測器于一體,通過相干探測,可以同時獲取太赫茲脈沖的電場強度和相位信息,廣泛用于生物、材料、安檢等領域。超快激光成絲產生太赫茲波是當前產生寬頻譜、高強度太赫茲輻射的一個重要途徑。文章詳細介紹了超快激光成絲輻射太赫茲波的主流物理機制以及增強、調控太赫茲波的主要方法,闡述了基于激光成絲的THz-TDS系統的探測原理和探測手段。

                                  PDF全文HTML全文 中國激光 | 2019,46(06):0614010
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                                  摘要

                                  介紹了不同液晶材料在太赫茲(THz)波段的光學各向異性和外場調制特性。在此基礎上,綜述了幾種基于液晶與人工電磁微結構相結合的THz功能器件,該器件可實現對THz波的調諧濾波、電磁誘導透明、相位調制以及偏振控制功能等;系統地分析了液晶與人工電磁微結構的相互作用機理、THz波長尺度下液晶的外場調控規律與表面相互作用。此外,還對THz液晶光子器件的研究發展趨勢進行了展望。

                                  PDF全文HTML全文 中國激光 | 2019,46(06):0614006
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                                  摘要

                                  采用傳統紫外光刻技術與激光雙光束干涉光刻技術相結合的方法,以及激光雙光束干涉連續兩次曝光的工藝方法,制備了具有多種形貌和周期的微納米復合結構,解決了利用傳統激光干涉加工技術制備微結構的形貌和周期單一的問題。通過優化實驗條件,制備出了微米條形光柵、矩形、圓形和六邊形點陣與納米光柵相結合的微納米復合結構;在玻璃/銀膜/CH3NH3PbI3結構中引入微納米復合光柵結構,CH3NH3PbI3的吸收在可見光范圍內得到明顯增強,這主要歸因于微米光柵的散射效應和銀膜/CH3NH3PbI3界面表面等離子激元的電場增強效應的共同作用。

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                                  摘要

                                  太赫茲波驅動的動態核極化核磁共振波譜技術能將信號靈敏度提高幾個數量級,太赫茲回旋管可實現高功率輸出,并有一定的頻率調諧范圍,符合核磁共振波譜系統對太赫茲輻射源的需求。介紹了應用于核磁共振波譜系統的頻率可調太赫茲回旋管的發展,研究了多段式腔體結構以及頻率可調太赫茲回旋管中工作電壓和磁場與電子注質量的關系。在應用于動態核極化核磁共振的太赫茲頻率可調回旋管工作時,多段式腔體結構明顯優于傳統三段式諧振腔。在設計太赫茲頻率可調回旋管時,不僅要考慮改變工作電壓或磁場導致的電子橫縱速度比的變化,而且還要考慮改變工作電壓或磁場導致的電子速度離散和引導中心半徑離散的變化。

                                  PDF全文HTML全文 中國激光 | 2019,46(06):0614001
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                                  摘要

                                  石墨烯具有比表面積大、彈性模量大、剛度大和密度低等特性,是極佳的納機電系統(NEMS)基礎材料。石墨烯納機電系統主要研究石墨烯薄膜的機電性能,其共振頻率對質量、力和熱具有非常靈敏的響應,在傳感領域具有廣泛的應用前景。光纖傳感器已得到廣泛應用,二者相結合能夠發揮更大的優勢。本文主要對石墨烯納機電系統的工作原理、制備工藝、傳感應用和基于光纖的石墨烯納機電系統傳感器進行了綜述與展望。

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                                  摘要

                                  微焦點X射線源是微計算機斷層掃描技術設備的核心部件。研究了電子束在靶材中的橫向擴散引起的透射式微焦點射線源的焦點尺寸和強度的變化規律。結果表明:當打靶電子束的束流密度遵循高斯分布時,其產生的X射線強度也遵循高斯分布,該分布的標準差可以用來精確表示X射線的焦點尺寸;當靶材厚度可以使沉積電子束的能量達到60%時,對應的靶材產生的X射線強度最高;隨著靶材厚度增加,X射線的焦點尺寸逐漸變大;增大電子束的加速電壓可以適當減小X射線的焦點。本研究為透射式微焦斑X射線源的靶材選擇和設計提供了理論依據。

                                  PDF全文HTML全文 光學學報 | 2019,39(06):0634001
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                                  摘要

                                  提出了基于等效陣列概念的弧形多收多發(MIMO)陣列的設計方法,依照該方法設計了一種50發60收的弧形MIMO陣列,并在太赫茲波段進行仿真分析。結果表明,所設計的弧形MIMO陣列的成像分辨率接近于理論極限;該弧形MIMO陣列與包含3000個收發同置天線的等效陣列相比,點擴展函數的主瓣寬度一致、旁瓣波峰波谷的位置一一對應,其等效性得到了驗證;與傳統直線MIMO陣列相比,弧形MIMO陣列的成像范圍較大,其旁柵偽影得到明顯抑制,這有利于獲得更好的曲面目標側面成像效果。

                                  PDF全文HTML全文 中國激光 | 2019,46(06):0614014
                                  分享:

                                  摘要

                                  提出了一種復合結構三頻帶太赫茲超材料吸收器,其對特定頻率的入射太赫茲波呈現出完全吸收的特性。設計的超材料吸收器在入射角度達到50°時仍能保持良好的吸收特性。利用干涉理論分析了完美吸收發生的條件以及介質層介電常數對吸收頻率的影響。進一步利用傳輸線理論結合干涉理論,分析了耶路撒冷十字短邊長度對吸收特性的影響,結果表明:隨著短邊長度增加,吸收峰發生紅移。實驗結果與仿真、干涉理論、傳輸線理論中得到的結果吻合得較好,為今后超材料吸收器的設計提供了指導。

                                  PDF全文HTML全文 中國激光 | 2019,46(06):0614023
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                                  摘要

                                  太赫茲人工電磁超材料一直存在損耗大、性能不佳和不可靈活調控等問題。超導材料的損耗極低,是太赫茲波段高性能功能器件的優選材料之一。介紹了太赫茲超導人工電磁超材料的發展,并詳細總結了其低損耗的特性以及靈活調控的方法。結合太赫茲波段高性能功能器件的應用需求,分析了太赫茲功能器件的發展趨勢、存在的問題以及所面臨的關鍵科學問題。

                                  PDF全文HTML全文 中國激光 | 2019,46(06):0614005
                                  分享:

                                  摘要

                                  提出一種面向數字全息的相位畸變自動補償方法,利用圖像分割技術對被檢測物體進行自動分割,生成相位掩模板,進而得到不含被測物體區域的畸變相位?;谙辔换冃UP蛯兿辔贿M行最小二乘擬合,最終實現相位畸變的自動補償。實驗中搭建了數字全息檢測平臺,并對晶圓表面進行測量,結果表明所提出的方法能夠實現畸變相位的自動校正。

                                  PDF全文HTML全文 光學學報 | 2018,38(12):1209001
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                                  摘要

                                  提出了一種基于動態序列噪聲模板的主動式像素傳感器(APS)星圖去噪方法。該方法利用短時靜態背景噪聲與隨機噪聲閾值構建動態序列噪聲模板,實現了對APS星圖數據的去噪處理。以ZY-3衛星的APS原始星圖作為實驗數據進行研究,結果表明所提方法能很好地剔除條帶和邊緣噪聲。與傳統去噪處理方法相比,所提方法的星圖質心提取精度提升了約12.98″;與全局閾值分割法相比,所提方法的星圖質心提取精度提升了約2.16″;與靜態背景噪聲方法相比,所提方法的星圖質心提取精度提升了約9.64″。這充分表明所提方法可有效提升APS恒星質心定位精度,適用于事后姿態處理。

                                  PDF全文HTML全文 光學學報 | 2019,39(03):0315006
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                                  通過單個自由曲面反射器的反射, 令光源發出的能量重新分布, 在特定照明面上實現所需照明, 從而簡化了投影設備中的照明系統, 使設備的進一步小型化成為可能。根據給出的光源輻射特性和所需實現的照明面上的能量分布, 可得到一組偏微分方程, 數值差分求解直接得到自由曲面反射器。光源采用發光面積1 mm×1 mm朗伯體發光的LED, 視角為120°, 照明面為4∶3的均勻矩形光斑。設計了兩種自由曲面反射器, 并用軟件對得到的曲面進行了照明模擬, 模擬得到的照明均勻性接近90%。兩種反射器在光軸方向上的投影尺寸均小于25 mm, 垂直光軸方向上投影長度均小于22 mm, 照明系統總長均小于40 mm, 結構緊湊, 適用于小型LED投影設備。

                                  PDF全文光學學報 | 2007,27(03):540-544
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                                  摘要

                                  飛秒激光微加工技術具有加工精度高、熱效應小、損傷閾值低以及能夠實現真正的三維微結構加工等優點,這些特性是傳統的激光加工技術所無法取代的。首先回顧了激光微加工和超短脈沖激光技術的發展歷史,然后介紹超短脈沖激光與金屬和介質材料相互作用的機制,接著闡述了飛秒激光直寫、干涉和投影制備等各種加工方法的原理,重點討論飛秒激光在三維光子器件集成、微流體芯片制備及其在生化傳感方面的應用等,最后展望了飛秒激光微加工領域所面臨的機遇和挑戰,指出了未來的研究方向。

                                  PDF全文中國激光 | 2007,34(05):595-622
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                                  摘要

                                  光子晶體光纖(PCF),又稱為多孔光纖(HF)或微結構光纖(MF),是一種單一介質,并由波長量級的空氣孔構成微結構包層的新型光纖。光子晶體光纖呈現出許多在傳統光纖中難以實現的特性,從1996年世界上制造出第一根光子晶體光纖以來,它便受到了廣泛關注并成為近年來光學與光電子學研究的一個熱點。介紹了光子晶體光纖的制作工藝、工作原理、基本特性、目前的研究重點和進展情況,重點評述了光子晶體光纖非線性光學方面的研究及其潛在的應用。

                                  PDF全文中國激光 | 2006,33(01):57-66
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                                  摘要

                                  高分辨力空間相機的光學系統決定相機的外形尺寸和布局,為了相機的小型化、輕量化和結構穩定,針對某一種光學設計指標要求,分析比較多種光學系統結構是有必要的。本文針對在太陽同步軌道上用TDI CCD 推掃方式成像的高分辨力可見光相機,在設軌道高度為500 km,地面像元分辨力達到 0.5 m的情況下,用CODE V軟件分析研究了6種可能的相機光學系統結構,得到了不同相對孔徑和不同視場角的光學設計結果,并給出了可供參考的6種光學系統設計數據。指出在實際工程應用時,應根據不同的地面覆蓋寬度的需求確定光學系統視場角,然后根據不同的視場角選定能滿足這個視場角要求且尺寸最小的光學系統結構形式。

                                  PDF全文光學 精密工程 | 2008,16(11):2164-2172
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                                  摘要

                                  綜述了近年來棒狀、盤片、光纖和熱容等高平均功率全固態激光器的進展和國內近期的工作。圍繞限制激光器輸出平均功率提高和激光光束質量下降的熱效應問題, 比較了各類激光器的優缺點??偨Y了減小或補償無用熱不利影響的現有技術手段, 指出減小激光器熱效應可能的技術途徑。

                                  PDF全文中國激光 | 2009,36(07):1605-1618
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                                  摘要

                                  將相位檢測面形術(PMP)用于大尺度、 高精度三維面形測量中。 采用文中提出的雙向高度坐標校正法, 可以得到精確的物面三維坐標。 提出了一種新的基于洪水算法的圖像拼接法, 采用此方法可以按最佳的途徑將各子區域的高度分布合成整個物面的高度分布。

                                  PDF全文光學學報 | 2000,20(06):792-796
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                                  摘要

                                  以GaN基功率型發光二極管(LED)為代表的半導體照明光源, 具有其他傳統光源無法比擬的諸多優點, 被公認為21世紀最有價值的新型光源。充分發揮功率型LED的優勢, 利用非成像光學進行面向實際應用的功率型LED封裝光學系統設計, 以高端半導體照明光源的制造為突破點, 帶動整個半導體照明產業的快速進步, 已成為半導體照明技術發展的戰略選擇?;仡櫫朔浅上窆鈱W的歷史、研究進展以及在半導體照明中的應用, 并通過設計實例, 介紹了面向功率型LED光線耦合、二維給定光分布以及三維給定光分布問題的非成像光學系統設計原理與解決方案。

                                  PDF全文中國激光 | 2008,35(07):963-971
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                                  摘要

                                    PDF全文發光學報 | 2015,36(01):1
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                                    摘要

                                    對半導體激光器的發展歷史和發展現狀進行了綜述, 并具體介紹了長春光學精密機械與物理研究所近年來在大功率半導體激光器方面所取得的主要進展,特別是在大功率半導體激光器的激光光源、垂直腔面發射激光器和新型激光器芯片等方面。

                                    PDF全文發光學報 | 2015,36(01):1
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                                    摘要

                                    簡要介紹大型鈦合金結構件激光直接制造的技術特點及其在航空航天等工業裝備中的應用前景,重點報道大型鈦合金結構件激光直接成形制造工藝、內部質量控制和應用研究進展。深入評述大型鈦合金結構件激光直接成形制造技術發展面臨的問題及其熱物理、熔池非平衡冶金動力學、內部組織快速凝固和內部缺陷控制的復雜性。指出零件“變形和開裂”預防和“內部質量”控制是目前制約該技術發展和應用的關鍵“瓶頸難題”,只有加強對零件“內應力演化規律與變形開裂行為”及“凝固組織形成規律及內部缺陷形成機理”等基礎問題的研究和認識,才能有效解決上述瓶頸難題。

                                    PDF全文中國激光 | 2009,36(12):3204-3209
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                                    摘要

                                    綜述了用于下一代移動通信的光纖毫米波副載波通信技術(ROF)的研究進展。介紹了系統的基本構想和涉及的關鍵技術。著重介紹幾種毫米波副載波光發射器以及有關光學技術的新進展,包括外調制器方法、射頻上轉換法、光學外差法、毫米波調制光脈沖發生器等;簡要介紹了ROF接收技術、系統技術和有關應用的研究動向。

                                    PDF全文中國激光 | 2006,33(04):481-488
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                                    摘要

                                    采用兩個中心波長約976 nm準直輸出的高功率半導體激光模塊為抽運源,通過空間濾波和非球面透鏡耦合技術,雙端抽運長度為21 m的大模場面積國產摻鐿雙包層光纖,獲得了714.5 W的高功率連續激光輸出。采用反向抽運,當入纖抽運功率為760 W時,激光輸出功率達到501 W;采用雙端抽運,當入纖抽運功率為1137 W時,獲得了714.5 W的高功率連續輸出,光光轉換效率為62.8%,斜率效率為67%。

                                    PDF全文光學學報 | 2006,26(07):1119-1120
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                                    摘要

                                    光電跟蹤和測量設備用于測量飛行器在空中的飛行軌跡,作為飛行器飛行性能的評價.隨著現代技術的發展,對飛行器性能提出愈來愈高的要求,從而也對跟蹤和測量飛行器飛行軌跡的光電跟蹤和測量設備提出了相應的技術進步要求,特別是對其測量精度指標.如何做好和完善誤差分析、誤差分配和誤差綜合,成為研制更高性能的光電跟蹤測量設備總體設計中的一個重要問題,貫穿從可行性論證、方案論證、方案設計、設計、制造、裝調、直到試驗等整個研制過程.就這一類設備中最為復雜的機載光電跟蹤測量設備的目標定位誤差(即3軸上的測量誤差),通過建立從被測目標到地面中心測量站9個坐標系,進行31次線性變換,構造35個變量的統一測量方程;進行測量誤差因素的分析和分配,以及用蒙特卡洛法來分析和計算系統的目標定位誤差.

                                    PDF全文光學 精密工程 | 2005,13(02):105-116
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                                    摘要

                                    提出一種在數字加權濾波和調制度分析基礎上形成可靠性控制模板,并按可靠度排序進行位相展開的新方法。該法用于傅里葉變換輪廓術中,可以兼顧所求位相精度和位相展開的可靠度,適合復雜物體面形的測量。給出了傅里葉變換輪廓術對復雜物體面形測量的應用實例。

                                    PDF全文光學學報 | 1998,18(09):1228-1233
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                                    摘要

                                    綜述了現有的3類激光光束質量評價方法, 即近場質量、遠場質量和傳輸質量。主要的評價參數包括近場調制度和對比度、聚焦光斑尺寸、遠場發散角、衍射極限倍數β因子、斯特列爾比、環圍能量比以及M2因子等。討論了它們各自的適用范圍、優點和局限性。提出了采用M2因子矩陣以表述光束的像散特性, 給出了M2因子的不變量。

                                    PDF全文中國激光 | 2009,36(07):1643-1653
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                                    摘要

                                    研究了光在一維周期性介電材料中的傳播特性, 指出傳統的高反膜只是光子晶體的一個特例, 從而從光子晶體的角度對多層膜系的設計提出了一條新的思路, 同時研究了材料的介電常數以及結構與高反帶帶寬之間的關系。 最后通過在多層膜中引入摻雜(中間一層被另一種介質所代替), 得到第一能隙中摻雜模式的頻率與摻雜材料的介電常數之間的對應關系, 由此提出一種精確測量介質介電常數的方法。

                                    PDF全文光學學報 | 2000,20(06):728-734
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                                    摘要

                                    討論了由無窗硅光電二極管構成的反射式陷阱探測器的設計方案和工作原理,通過實驗測試證明它具有良好的線性、空間響應均勻性、偏振非敏感性和穩定性。在可見波段的7個激光波長上(488nm~786nm),通過低溫輻射計標定了陷阱探測器的絕對光譜響應率,不確定度小于0.035%,比現有的標準輻射源的精度提高了約2個量級,證明其可以作為高精度的絕對光譜響應率標準探測器。

                                    PDF全文光學學報 | 2001,21(06):749-752
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                                    摘要

                                    可調諧二極管激光吸收光譜(TDLAS)技術利用二極管激光器波長調諧特性,獲得被測氣體的特征吸收光譜范圍內的吸收光譜,從而對污染氣體進行定性或者定量分析,這種方法不僅精度較高,選擇性強而且響應速度快,已經被用于大氣痕量氣體監測以及工業控制。在對空氣中的痕量氣體進行檢測中,由于氣體濃度較低,需要和長吸收光程技術相結合。將可調諧二極管激光吸收光譜與經過108次反射后達到27 m光程的多次反射池相結合研制了用于地面環境空氣中甲烷含量監測的便攜式吸收光譜儀,并結合了用于微弱信號檢測的二次諧波檢測技術,從而達到了體積分數低于1×10-7的檢測限,并利用不同體積分數的甲烷氣體對系統進行了測試,得到了很好的測試結果。

                                    PDF全文光學學報 | 2006,26(01):67-70
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                                    摘要

                                    隨機并行梯度下降算法能不依賴波前傳感器直接對系統性能進行優化。以32單元變形鏡為校正器,采用隨機并行梯度下降算法建立了自適應光學系統仿真模型。通過分析該系統對靜態波前畸變的校正能力,驗證了隨機并行梯度下降算法的收斂性;討論了算法增益系數、隨機擾動幅度與收斂速度的關系,并指出通過算法增益系數的自適應調整可以改進算法的收斂速度。

                                    PDF全文光學學報 | 2007,27(08):1355-1360
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                                    摘要

                                    激光光斑中心檢測是光學測量中常用的關鍵技術.檢測算法的精度和速度直接影響了測量的精度及速度,傳統的檢測算法如重心法、Hough變換法等在檢測精度或速度上存在不足.基于圓擬合的激光光斑中心檢測算法是根據最小二乘原理用圓來逼近激光光斑輪廓,該算法除了可以檢測光斑中心外,還可以檢測光斑半徑,達到亞像素級的定位精度,具有很快的計算速度,可適用于實時的光學測量.

                                    PDF全文紅外與激光工程 | 2002,31(03):275-279
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                                    摘要

                                    利用金屬化膜電容器發生自愈時會引起電容極板間電壓下降,并使與其并聯的儲能電容為其充電以補償電荷這一原理,設計了一種較為簡單、有效的自愈測試方法。該方法利用示波器監測自愈發生時儲能電容給被測電容的充電電流作用于采樣電阻而形成的脈沖電壓信號,以該信號的出現作為判斷自愈發生的依據,并根據該信號特性計算自愈能量損失。仿真和實驗結果證明,該方法能夠較為準確地檢測到自愈的發生,并計算出自愈造成的能量損失,30個實際測試樣本數據顯示,采用該方法計算的自愈能量損失與實際自愈能量損失相比,其誤差范圍在-3.83%~5.71%內,有較高的準確度。

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                                    摘要

                                    X射線照射金屬腔體后,會在內部空間中發射出大量光電子,從而產生很強的系統電磁脈沖(SGEMP)。激光慣性約束聚變(ICF)裝置內的X射線環境非常復雜,在靶室內工作的診斷設備即使有良好的電磁屏蔽,仍會面臨嚴重的SGEMP干擾。以神光-III(SG-III)裝置靶室內部的X射線環境為背景,采用時偏時域有限差分(FDTD)方法和粒子模擬(PIC)方法對二維圓柱腔體模型內部的SGEMP進行數值模擬。針對電磁場的振蕩現象,在傳統的粒子模擬算法基礎上采用時偏方法進行濾波,去除了高頻誤差對計算的影響,結果更加準確。最后,得到的SG-III裝置靶室內SGEMP干擾約為1.5 MV/m。

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                                    摘要

                                    針對參考時鐘源高電平脈沖寬度窄(小于2?ns)和本底噪聲大的問題,通過使用一種時鐘低抖動整形技術方案,使參考時鐘經過鎖相整形后高電平脈沖寬度大于3?ns、鎖相相位時間抖動均方根(RMS)值小于5?ps。目前該方案已成功用于星光III激光裝置的聯機實驗,情況良好,對其他類似需要精密時鐘的裝置具有極大的借鑒意義。

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                                    摘要

                                    針對低等級器件抗輻射能力較差的特點,需開展應用加固以滿足宇航應用,對一款Flash型現場可編程門陣列(FPGA)開展抗單粒子翻轉(SEU)加固設計,并利用地面模擬試驗進行加固效果驗證,結果表明器件加固后塊隨機存儲器(BRAM)區翻轉截面下降近2個數量級,寄存器單粒子翻轉截面下降約75%,驗證了加固措施的有效性。結合典型軌道環境,計算了器件在軌翻轉率,BRAM區翻轉率下降4~5個量級,寄存器翻轉率下降2~3個量級,可為在軌應用提供指導。

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                                    摘要

                                    面向模擬總線接收器應用,設計實現了一款CMOS增益可編程低噪聲放大器(LNA)。內置高/中/低增益3個信號放大通路,以滿足不同信號幅度情況下的模擬總線接收時的噪聲、線性度與輸入阻抗等性能需求。提出電容補償漏電流方法提高高增益信號通路放大器的輸入阻抗,同時采用帶寬拓展負載方法降低信號相移,解決放大器相移造成電流補償能力降低的問題。中/低增益信號通路放大器采用差分多門控晶體管(DMGTR)和負反饋技術提高放大器線性度。放大器基于0.18 μm CMOS工藝設計,在1~33 MHz頻段,增益范圍為-14.3~25 dB,輸入阻抗大于2.4 kΩ,輸入三階交調點(IIP3)為-1.6 dBm(最大為20.7 dBm),在25 dB增益下等效輸入噪聲為~ ,1.8 V電源電壓下工作電流為6.5 mA。

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                                    摘要

                                    提出了兩種有效混合物成分的定性與定量分析算法。針對混合物中每種成分太赫茲光譜已知的情況,提出了已知混合物成分光譜分析法,該方法具有步驟簡單、樣本需求量少的優點。而針對成分過多或部分成分光譜無法有效獲得的情況,提出了未知混合物成分光譜分析法,該方法適用于多成分混合物,具有精度較高的優點,樣本需求量多于已知混合物成分光譜分析法,但計算量相比傳統算法大幅縮減。相關工作為生物醫學領域中關鍵物質的識別和測量提供了新的思路和方法。

                                    PDF全文HTML全文 中國激光 | 2019,46(06):0614002
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                                    摘要

                                    提出了一種適用于空中擴展目標和小目標紅外輻射強度計算的通用模型,該模型消除了對環境溫度依賴較大的背景偏置的影響,可有效提升外場復雜多變環境條件下航空目標紅外輻射特性測量結果的精度。結合某型航空目標動態紅外特性測試數據,探討了小目標紅外輻射強度的計算問題,結果表明:對于中波紅外小目標,大氣表觀輻射強度對總輻射強度的貢獻可以忽略,可以采用簡化模型計算總輻射強度,但對于長波小目標紅外輻射,簡化模型不再適用。對紅外小目標和擴展目標的外場動態測試數據分別進行了處理,并與理論結果作比對驗證,結果驗證了模型的正確性。

                                    PDF全文HTML全文 光學學報 | 2019,39(06):0612007
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                                    摘要

                                    采用傳統紫外光刻技術與激光雙光束干涉光刻技術相結合的方法,以及激光雙光束干涉連續兩次曝光的工藝方法,制備了具有多種形貌和周期的微納米復合結構,解決了利用傳統激光干涉加工技術制備微結構的形貌和周期單一的問題。通過優化實驗條件,制備出了微米條形光柵、矩形、圓形和六邊形點陣與納米光柵相結合的微納米復合結構;在玻璃/銀膜/CH3NH3PbI3結構中引入微納米復合光柵結構,CH3NH3PbI3的吸收在可見光范圍內得到明顯增強,這主要歸因于微米光柵的散射效應和銀膜/CH3NH3PbI3界面表面等離子激元的電場增強效應的共同作用。

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                                    摘要

                                    針對自然界的非球形粒子問題,對典型非球形粒子的偏振傳輸特性進行研究,采用T矩陣算法研究橢球、圓柱和切比雪夫粒子的偏振傳輸特性,及其與球形粒子偏振傳輸特性的差異。研究結果表明:對于橫縱軸之比中等的橢球粒子,當散射角小于60°時,不同形狀橢球粒子的偏振度(DOP)差異較小,可用Mie散射方法進行粒子偏振特性的近似計算;當散射角大于60°時,DOP隨橫縱軸之比的變化較大,且球形與橢球粒子的DOP差異隨著橫縱軸之比的增加而增大;對于直徑與高度之比中等的圓柱體粒子,DOP的變化相比于橢球粒子更加平穩,但后向散射與側向散射區域仍不能采用Mie散射進行近似計算;形狀比例極端的橢球粒子和圓柱體粒子的偏振曲線均類似于鐘形,且在散射角約為90°時DOP達到最大值;切比雪夫粒子的形變參數和級次都對粒子前向散射偏振特性的影響較小,但對后向散射偏振特性的影響較大,且靈敏度隨級次的增加而減小。本研究結果可為非球形粒子偏振傳輸特性的研究及球形粒子近似提供理論指導。

                                    PDF全文HTML全文 光學學報 | 2019,39(06):0629001
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                                    摘要

                                    太赫茲波驅動的動態核極化核磁共振波譜技術能將信號靈敏度提高幾個數量級,太赫茲回旋管可實現高功率輸出,并有一定的頻率調諧范圍,符合核磁共振波譜系統對太赫茲輻射源的需求。介紹了應用于核磁共振波譜系統的頻率可調太赫茲回旋管的發展,研究了多段式腔體結構以及頻率可調太赫茲回旋管中工作電壓和磁場與電子注質量的關系。在應用于動態核極化核磁共振的太赫茲頻率可調回旋管工作時,多段式腔體結構明顯優于傳統三段式諧振腔。在設計太赫茲頻率可調回旋管時,不僅要考慮改變工作電壓或磁場導致的電子橫縱速度比的變化,而且還要考慮改變工作電壓或磁場導致的電子速度離散和引導中心半徑離散的變化。

                                    PDF全文HTML全文 中國激光 | 2019,46(06):0614001
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                                    摘要

                                    針對分布式光纖入侵監測系統在室外復雜環境下誤報率過高的問題,提出了一種基于時/頻域綜合特征提取的入侵事件識別方法。使用自適應幅值門限信號切分算法找出有效振動信號片段,在此基礎上提取平均片段間隔特征。選取最大能量片段作為主要研究對象,提取片段長度和峰均比特征,并對其進行小波包分解,生成頻域能量分布特征,組成時/頻域復合特征向量,使用高性能的支持向量機多分類算法進行模式識別。實驗結果表明:該方法對行人腳踩、自行車軋過、拍擊圍欄和剪切光纜這4種典型入侵事件的平均識別正確率達到了98.33%,相比于僅提取時域或頻域特征方法的識別正確率均有顯著提高。該方法對光路光功率變化不敏感,能有效提升系統的實用性。

                                    PDF全文HTML全文 光學學報 | 2019,39(06):0628002
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                                    摘要

                                    太赫茲特殊光束具有獨特的光場分布和衍射特性,在粒子操控、光學成像和光通信等眾多領域都有著明顯的發展優勢。綜述了近年來本課題組和其他科研團隊在太赫茲特殊光束方面展開的部分研究,包括太赫茲貝塞爾光束、渦旋光束、艾里光束、瓶子光束和徑向偏振光束,系統地闡述了這些光束的光場分布特征、衍射特性及其潛在應用前景,旨在探討太赫茲特殊光束對未來太赫茲技術的推動作用。

                                    PDF全文HTML全文 中國激光 | 2019,46(06):0614007
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                                    摘要

                                    光電表征技術是太赫茲應用技術的重要基礎,涵蓋了太赫茲頻段光電器件表征、光譜測量、光束改善以及通信和成像應用等多個方面,在太赫茲應用領域中發揮著重要作用。介紹了太赫茲頻段兩種半導體量子器件的工作原理和最新進展,綜述了二者在太赫茲脈沖功率測量、探測器響應率標定等光電表征技術中的應用及其在太赫茲快速調制與探測、太赫茲掃描成像系統中的應用,最后介紹了太赫茲光電表征技術的改善,包括激光源光束質量改善和探測器有效探測面積的提高方法等,并給出了器件及表征技術的潛在應用。

                                    PDF全文HTML全文 中國激光 | 2019,46(06):0614004
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                                    摘要

                                    采用光纖飛秒激光器與光纖耦合型太赫茲光電導天線相結合的方案,設計并研制了光纖型太赫茲時域光譜系統。通過實驗研究了激光偏振態對太赫茲時域波形、強度以及光譜特性的影響,通過對飛秒激光偏振態的精確控制與優化,消除了時域脈沖分裂現象,獲得了高信噪比的單脈沖太赫茲時域波形。

                                    PDF全文HTML全文 中國激光 | 2019,46(06):0614019
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                                    摘要

                                    太赫茲人工電磁超材料一直存在損耗大、性能不佳和不可靈活調控等問題。超導材料的損耗極低,是太赫茲波段高性能功能器件的優選材料之一。介紹了太赫茲超導人工電磁超材料的發展,并詳細總結了其低損耗的特性以及靈活調控的方法。結合太赫茲波段高性能功能器件的應用需求,分析了太赫茲功能器件的發展趨勢、存在的問題以及所面臨的關鍵科學問題。

                                    PDF全文HTML全文 中國激光 | 2019,46(06):0614005
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                                    摘要

                                    太赫茲技術在安檢成像等領域具有重要的應用前景,然而當前太赫茲技術應用面臨高靈敏度太赫茲探測器缺乏的困難,因此開發檢測靈敏度高、響應速度快、可室溫工作、便于集成超大規模陣列的探測芯片具有重要科學意義和實際應用價值。太赫茲波段的微測熱輻射計(microbolometer)陣列芯片和紅外相機讀出電路兼容,是最先實現太赫茲相機的芯片,成為研制太赫茲相機的主流。我們研制的Nb5N6 microbolometer陣列器件,由于可常溫工作、工藝簡單、檢測靈敏度高、響應速度快、便于集成超大規模陣列,受到了國際科學界和工業界的關注。就Nb5N6 microbolometer太赫茲陣列探測芯片在設計制備過程中遇到的一些關鍵技術問題,如襯底干涉效應、高效耦合結構設計、低噪聲讀出電路設計、及焦平面陣列與讀出電路的封裝集成等,進行介紹和總結,為大規模太赫茲陣列探測芯片的設計與制備提供參考。

                                    PDF全文HTML全文 中國激光 | 2019,46(06):0614003
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                                    摘要

                                    提出了一種基于圖像動態光散射原理測量二維納米顆粒粒度的新方法,稱為平移轉動-圖像動態光散射(TR-IDLS)法。采用會聚的偏振高斯光束照射樣品池中處于布朗運動的二維納米粒子,分別采集納米粒子的水平偏振散射光信號和垂直偏振散射光信號。根據兩個偏振方向上散射光光強波動的時間相關函數,計算出納米顆粒的平移和轉動擴散系數的分布,進而從擴散系數中獲得顆粒的長寬比、等效直徑和厚度的分布。采用該方法測量了球形標準納米顆粒和片狀云母顆粒的粒徑。采用電鏡獲得了片狀云母顆粒的形狀和等效直徑,并與TR-IDLS方法的實驗結果進行比較,驗證了TR-IDLS方法的可行性。

                                    PDF全文HTML全文 光學學報 | 2019,39(06):0612005
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                                    摘要

                                    針對雷達目標自動識別,對目標屬性散射中心進行了參數化建模。建模前,基于實體部件分解的目標進行高精度幾何建模,提出了一套含空間射線分集的射線追蹤方法?;诖?發展了一套基于空間射線分集的目標散射中心參數化正向建模方法。在現有的提取面類散射源的基礎上,增加了目標邊緣強散射源的散射中心,同時推算出了其模型參數。將該方法所得的結果與現有高頻方法的結果進行對比,驗證了參數化模型的有效性。所提出的參數化建模的方法為雷達目標特征數據庫的獲取提供了一條新的輔助途徑。

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                                    摘要

                                    提出了基于等效陣列概念的弧形多收多發(MIMO)陣列的設計方法,依照該方法設計了一種50發60收的弧形MIMO陣列,并在太赫茲波段進行仿真分析。結果表明,所設計的弧形MIMO陣列的成像分辨率接近于理論極限;該弧形MIMO陣列與包含3000個收發同置天線的等效陣列相比,點擴展函數的主瓣寬度一致、旁瓣波峰波谷的位置一一對應,其等效性得到了驗證;與傳統直線MIMO陣列相比,弧形MIMO陣列的成像范圍較大,其旁柵偽影得到明顯抑制,這有利于獲得更好的曲面目標側面成像效果。

                                    PDF全文HTML全文 中國激光 | 2019,46(06):0614014
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                                    摘要

                                    基于透射式太赫茲時域光譜系統,對熔石英在不同能量激光誘導損傷與未損傷區域進行檢測,獲得其時域光譜及0.8~1.25 THz頻譜圖,分析了峰峰值、振幅、透射譜、折射率及吸收系數,結果表明,損傷區域與未損傷區域相比,其峰峰值、振幅、透射譜、折射率明顯減小,且隨著激光誘導能量的增加,損傷面積增大,這些參數也逐漸減小;吸收系數呈相反的變化趨勢。因此,可利用熔石英太赫茲波段光學特性的變化,對其激光誘導損傷和損傷程度進行識別,為太赫茲時域光譜技術在激光誘導損傷識別分析中的應用做良好的鋪墊。

                                    PDF全文HTML全文 中國激光 | 2019,46(06):0614018
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                                    徐軍 (155)  劉波 (152)  張正泉 (152)  田晉 (152)  張濤 (151)  陳波 (151)  范品忠 (150)
                                    陳林 (147)  馮國英 (147)  唐永建 (145)  董景星 (143)  袁曉東 (141)  陳建文 (141)  陸啟生 (141)
                                    王向朝 (140)  陳磊 (139)  周樸 (137)  饒瑞中 (136)  趙衛 (136)  王輝 (135)  侯洵 (135)
                                    魏運榮 (135)  陳軍 (134)  張勇 (134)  張健 (133)  劉慎業 (132)  何勇 (132)  張雷 (132)
                                    王超 (132)  王潤文 (132)  倪曉武 (131)  鄭萬國 (129)  張軍 (128)  傅恩生 (127)  王健 (127)
                                    王濤 (125)  孫強 (124)  趙尚弘 (124)  劉澤金 (124)  莊松林 (122)  張永康 (122)  林福成 (122)
                                    王磊 (121)  朱啟華 (121)  李波 (121)  金國藩 (121)  鄧錫銘 (121)  劉勇 (120)  李偉 (120)
                                    吳福全 (119)  姜文漢 (119)  張斌 (119)  羅斌 (118)  劉勁松 (118)  張敏 (118)  王占山 (118)
                                    李斌 (117)  李巖 (116)  

                                    摘要

                                    有機-無機金屬鹵化物鈣鈦礦材料具有可溶液加工性、良好色純度和發光波長易調節等優點有望制備低成本高分辨率的發光顯示器件。我們研究包含甲基胺和乙基胺的混合陽離子鈣鈦礦材料,其發光波長可以通過改變甲基胺和乙基胺陽離子的比例進行調節?;旌弦一逢栯x子顯著降低材料缺陷態密度,提高輻射躍遷幾率和光穩定性。采用該材料制備的綠光器件的最大外量子效率為7.7%,功率效率為25.1 lm W-1,分別為MAPbBr3器

                                    PDF全文 光學學報 | 2019,39(10):101602
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                                    摘要

                                    基于部分熒光產額(PFY)的吸收譜方法在獲取體相信息,低含量元素,不良導電樣品等方面具有優勢。而對于低原子序數的元素,由于其熒光產額率較低,在軟X射線熒光吸收譜方面的研究較少。為摸索該方法在軟凝聚態領域(生物有機樣品,主要包含低原子序數元素,Z<10)和半導體領域的可行性及適用性,本工作基于上海同步輻射光源掃描顯微光束線站(08U1A)搭建了一套基于熒光發射的低原子序數吸收譜的測量系統。

                                    PDF全文 光學學報 | 2019,39(10):103402
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                                    摘要

                                    衍射波前是決定針孔點衍射干涉儀檢測精度的核心因素,因而本文提出了一種基于波導理論的針孔點衍射波前分析方法。該方法將針孔作為圓形波導,采用解析法求解波導的模式進而得到針孔后端面電場分布,然后根據矢量衍射理論推導出衍射波前的遠場分布,最后詳細分析了針孔透光率、衍射波前的強度與相位。結果表明,波導邊界條件使針孔后端面各電場分量旋轉不對稱,進而導致像散成為衍射波前的主要像差。為使透光率

                                    PDF全文 光學學報 | 2019,39(11):111201
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                                    摘要

                                    敦煌輻射校正場的場地溫度和發射率是用于表征其場地熱紅外特性的兩個重要參數,也是利用輻射校正場進行衛星遙感器熱紅外波段絕對輻射定標的兩個關鍵因子。本文采用多通道式熱紅外輻射計CE312開展敦煌輻射校正場紅外特性的研究,通過測量場地目標和紅外標準板獲取地表輻射亮度和大氣下行輻射亮度,再采用多通道溫度與發射率分離算法計算得到場地通道發射率和場地溫度,最后利用最優偏移量法得到場地發射率光譜

                                    PDF全文 光學學報 | 2019,39(10):102803
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                                    摘要

                                    場地輻射定標方法難以覆蓋遙感器動態范圍,提出基于多種反射率呈線性的寬動態目標的高分辨率光學衛星傳感器在軌輻射定標方法。以地面同步的實際測量代替氣溶膠散射特性假設,線性回歸法分離寬動態目標反射輻射與程輻射、地-氣耦合輻射及暗電流等背景輻射,簡化輻射傳輸計算的同時降低對背景環境的要求,實現星載高分辨率遙感器全動態范圍定標與響應線性檢測。試驗結果表明:光學衛星傳感器基于寬動態目標的在

                                    PDF全文 光學學報 | 2019,39(10):102804
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                                    摘要

                                    通過譜相位調制的方法,理論上提出并實驗上產生可調諧非傍軸自加速光束。利用駐相近似和光學焦散線原理建立了譜相位與光束傳輸軌跡之間的數學模型。理論模擬和實驗結果表明提出的方法突破傳統傍軸近似的限制,產生非傍軸自加速光束。這類軌跡靈活可控的自加速光束在光學微粒操縱、微粒運輸和引導、超分辨成像等領域具有潛在的應用價值。

                                    PDF全文 光學學報 | 2019,39(10):102601
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                                    摘要

                                    現有的工業攝影測量系統一般需要在被測物表面布設一定數量的編碼點,不僅需要繁瑣的人工布點勞動,且有些物體表面并不具備布點條件。本文提出了一種無需布設編碼點的工業攝影測量技術實現方法,只需利用一臺紋理投射裝置向被測物投射散斑紋理,并在測量場景中放置標尺,接著利用單相機對被測物體進行多角度自由拍照。為了完成高精度的多視圖幾何框架的求解,本文采用了一種“由粗到精”的兩步重建策略,并提出

                                    PDF全文 光學學報 | 2019,39(10):101502
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                                    摘要

                                    具有高刷新率、高成像質量的動態目標模擬裝置能夠為太陽觀測中穩像及自適應光學系統的研究提供極大便利。通常的陰極射線管和液晶顯示器由于光強閃爍等原因無法采用,數字微鏡器件(DMD)因其高分辨、高刷新等特性成為較理想的選擇。動態目標模擬裝置不僅對顯示幀頻有很高的要求,對顯示圖像的畸變也有較高要求。本文建立了用DMD作為顯示器件的目標模擬系統,對成像畸變進行了研究,首先進行系統總體設計,利用

                                    PDF全文 光學學報 | 2019,39(10):101103
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                                    摘要

                                    模分復用技術是突破單模光纖通信系統容量極限的潛在途徑。在未來可能存在的模分復用+波分復用系統中,不同空間模式和波長上的增益差將會制約系統容量和速率。為實現模式增益均衡和波長增益平坦,利用1480 nm LP11模式泵浦光泵浦44.5 km超低損少模光纖,進行分布式少模光纖拉曼放大,殘余泵浦光泵浦少模摻鉺光纖,進行集中式少模摻鉺光纖放大,實驗演示遠程遙泵少模光纖放大器。實驗得到在1560~1600 nm增益平坦

                                    PDF全文 光學學報 | 2019,39(10):100604
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                                    摘要

                                    重建算法的發展是推動生物發光斷層成像(Bioluminescence Tomography,BLT)這一光學分子成像模態廣泛應用的關鍵。本文將BLT光源重建建模為一個L1/2范數正則化問題,在迭代半閾值算法(Half Thresholding Algorithm,HTA)的基礎上,結合子空間跟蹤(Subspace pursuit,SP)和百分位數閾值法對其求解,并在數字鼠模型上設計了多組仿真實驗對改進的半閾值算法進行了有效性和穩健性的評估。仿真結果表明,與原有的HTA

                                    PDF全文 光學學報 | 2019,39(10):101701
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                                    摘要

                                    為了方便、快捷的進行素面鐳射材料的光柵常數測量,選用了顏色測量領域常用的分光光度計和掃描設備,在0°-90°范圍,固定測量點,旋轉鐳射材料,進行不同素面鐳射材料的光譜能量信息和圖像信息采集。研究發現隨著旋轉角度的變化,在0°-45°和45°-90°兩個范圍內采集到素面鐳射材料的光譜能量和圖像顏色信息呈周期對稱變化。由光柵方程的計算得出,在素面鐳射材料其正方形柵格的沿著邊長和對角線方向具有兩個不同

                                    PDF全文 光學學報 | 2019,39(10):103303
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                                    摘要

                                    摘 要 為實現掩模臺水平向三自由度高誤差的運動定位,掩模臺測量系統需要建立準確的多自由度解耦測量模型。本文用二維衍射平面光柵尺建立掩模臺自由度位置測量系統,并主要分析由于平面光柵尺和讀頭產生的多個安裝誤差,使其測量掩模臺位置存在偏差的原因。分析步驟如下:首先結合其安裝布局,設計出其三自由度的位移模型;然后結合平面光柵尺和讀頭的安裝誤差,分析產生掩模臺位置產生阿貝誤差與余弦誤差的原因,

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                                    摘要

                                    為了解決現有利用左右圖像總殘差的均值來評價雙目立體視覺標定精度不夠精確的問題,本文提出了一種基于對極約束的雙目立體視覺標定精度評價方法。該方法充分考慮了雙目立體視覺中左右圖像特征的約束關系以及相機標定參數的全局性特征。遵循最小匹配代價原則,該方法利用尺度不變特征變換(SIFT)立體特征匹配法來進行角點檢測和匹配。通過左右圖像平面上實測角點與其在相對圖像平面上對應極線的匹配程度來評價雙

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                                    摘要

                                    船載輻射特性測量是目標紅外輻射特性測量領域的重要的組成部分之一。針對海上船舶的輻射特性測量需求,特別是近海面和近海岸,水汽、溫度和氣溶膠的含量變化劇烈,傳統模式修正大氣透過率,會導致測量誤差遠遠滿足不了紅外輻射特性的測量需求。本文提出基于參考源實現對近海面目標的輻射特性測量方法,最大限度地提高了輻射特性測量的精度。為了驗證上述方法的測量精度,本文基于ф600mm的長波紅外輻射特性測量

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                                    摘要

                                    多主元高熵合金的發現打破了傳統多組元合金產生復雜金屬間化合物的桎梏,通過其特有的高熵效應反而會生成簡單且綜合性能優越的相結構?;诖?,高熵合金具有許多獨特的性能,如力學性能、高溫性能和耐腐蝕性能等。文中介紹了高熵合金的成分調控;綜述了激光熔覆技術制備高強硬度、熱穩定及抗高溫氧化、耐腐蝕、耐磨損高熵合金涂層的研究現狀;展望了激光熔覆高熵合金涂層的發展前景。

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                                    摘要

                                    本文提出了一種利用細胞時域演化特征來表示有絲分裂的方法。首先,該方法提取細胞有絲分裂序列每幀圖像的三種不同特征(GIST,SIFT,CNN),針對提取的每種特征,用池化方法在空間和時間維度上對其進行處理。然后,本文將處理后的一系列池化特征組合成一個單一的特征向量來表示該細胞有絲分裂事件的最終特征。組合后的特征向量作為分類器的輸入,利用傳統的機器學習方法SVM處理了有絲分裂事件的識別問題。最后,

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                                    摘要

                                    隨著深度神經網絡技術的迅速發展和大規模人臉數據庫的出現,人臉識別技術近年來取得了巨大的成功?,F有的基于卷積神經網絡的人臉識別算法通常學習一種特征映射,使用一個損失函數來強制從不同的類中分離特征和在同一個類中聚合特征。為了增強softmax損失函數學習到特征的區分力,基于歐氏距離的中心損失函數和三元組損失函數,基于角度距離和余弦距離的A-softmax損失函數和AM-softmax損失函數相繼被提出,乘性

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                                    摘要

                                    能見度是重要的氣象要素之一,應用范圍廣,是天氣預報、氣象監測、交通運輸、環境保護等領域必不可少的指標。同源雙光路能見度儀是一種基于數字攝像法的能見度儀,其光源和光路系統直接影響能見度反演結果。針對系統中由于光源和分光系統不穩定造成的反演誤差,本文以積分球光源作為同源雙光路能見度儀的改進光源,采用遠近反射端對積分球光源進行分光,提取相機拍攝到的遠近光斑并帶入Koschmieder公式求解。

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                                    摘要

                                    針對基于標識的增強現實應用缺陷,基于自然特征的易受紋理影響且缺少以文字為增強目標的應用問題,提出了基于文字特征的識別注冊方法。在模板圖像處理中將兩種采樣方法結合構建多尺度金字塔實現尺度不變性;采用基于快速視網膜特征(Fast retina keypoint,FREAK)改進的算法對文字特征點檢測描述;最終實現以文字為識別注冊目標的增強現實系統。實驗從精度與實時性進行對比驗證,數據表明該方法識別精度與時間最

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                                    摘要

                                    針對傳統鬼成像方法恢復圖像差導致的邊緣檢測困難的問題,本文提出了一種建立在高通濾波基礎上的鬼成像改進方法。隨機生成的灰度圖在被輸入空間光調制器前先進行高通濾波處理,通過關聯運算恢復出未知物體不同方向上的高頻分量,然后根據所使用的濾波方法以相應的重構方法恢復出邊緣圖像,實現在無需預知物體信息的前提下對未知物體的邊緣檢測。實驗以Kirsch濾波和非下采樣輪廓波變換(Nonsubsampled Contourle

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