红外与激光工程
2023, 52(7): 20220898
红外与激光工程
2023, 52(7): 20220888
1 长春理工大学光电工程学院,吉林 长春 130022
2 长春理工大学先进光学设计与制造技术吉林省高校重点实验室,吉林 长春 130022
为了减小玻璃模压工艺中硫系玻璃衍射光学元件的面形误差,对衍射结构的填充效果和衍射光学元件的应力进行研究。建立了局部衍射结构有限元仿真分析模型,分析了模压温度、模压速度、摩擦系数等因素对衍射结构填充效果和应力的影响,并在仿真结果的指导下进行实验研究,实验结果表明衍射结构的填充效果和应力对面形均有影响,衍射结构填充得越充分、应力越小,成型透镜的面形精度越高,最终得到的成型透镜面形误差为0.3053 μm,表面粗糙度Ra为2.95 nm。
光学设计 模压成型 衍射结构 有限元仿真 应力 填充
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physical Science and Technology, Ningbo University, Ningbo 315211, China
2 Digital Industry Research Institute, Zhejiang Wanli University, Ningbo 315100, China
3 Centre for Nano Optics, University of Southern Denmark, DK-5230 Odense M, Denmark
The widespread use of multifunctional metasurfaces has started to revolutionize conventional electromagnetic devices due to their unprecedented capabilities and exceedingly low losses. Specifically, geometric metasurfaces that utilize spatially varied single-celled elements to impart arbitrary phase modulation under circularly polarized (CP) waves have attracted more attention. However, the geometric phase has intrinsically opposite signs for two spins, resulting in locked and mirrored functionalities for the right-handed and left-handed CP beams. Additionally, the demonstrated geometric metasurfaces so far have been limited to operating in either transmission or reflection modes at a single wavelength. Here, we propose a double-layered metasurface composed of complementary elliptical and reversal ring resonator structures to achieve simultaneous and independent control of the reflection and transmission of CP waves at two independent terahertz frequencies, which integrates three functions of reflected beam deflection, reflected Bessel beam generation, and transmitted beam focusing on the whole space. The high efficiency and simple design of our metasurface will open new avenues for integrated terahertz metadevices with advanced functionalities.
terahertz metasurface spin multiplexing trifunction full space dual band Chinese Optics Letters
2023, 21(2): 020002
1 中煤科工集团 沈阳设计研究院, 沈阳 110168
2 沈阳建筑大学, 沈阳 110168
为探究爆炸粒子算法(PBM)在近场爆炸问题中的适用性, 分别采用PBM法及任意拉格朗日-欧拉算法(ALE&S-ALE), 开展AL-6XN不锈钢板近场爆炸的仿真模拟。结合T Brvik的试验结果, 对比了ALE、S-ALE和PBM方法的计算精确度和运算效率; 采用PBM算法对不同爆心距的钢板近场爆炸工况进行仿真计算, 分析了粒子总数和粒子个数比对PBM算法计算精度的影响; 通过对150 mm爆心距、球状C4炸药近场爆炸场景进行仿真, 分析了不同算法运算时效占比规律。结果表明:不同工况下PBM算法得到的钢板挠度最大误差为20%, 离散系数0.12, 优于ALE和S-ALE算法; 相同的网格划分, PBM算法运算用时仅为ALE和S-ALE算法的十分之一; 粒子总数一定时, 粒子数量比越接近粒子质量比或粒子个数比一定, 粒子总数越多, PBM算法精度越高, 模拟效果越好。
近场爆炸 数值模拟 模拟方式 任意拉格朗日-欧拉算法 PBM算法 near field blast numerical simulation simulation mode Arbitrary Lagrange-Euler Particle Blast Method
采用激光冲击压印技术制备具有多级沟槽微织构的疏水性铜箔表面。首先通过激光标刻制备具有多级沟槽特征的微模具,然后通过激光冲击压印技术将微模具上的多级沟槽微织构复制到工件表面。研究了冲击次数、软膜厚度对工件多级沟槽微织构疏水表面的表面形貌、静态接触角的影响。结果表明:当冲击次数从1次增加到7次、软膜厚度从300 μm减少至100 μm时,工件表面复制微织构的程度逐渐变大,同时表面的静态接触角增大,疏水性增强。通过对工件微织构表面元素及其成分的测量发现,采用激光冲击压印技术制备的具有多级沟槽微织构疏水表面在空气、水以及质量分数3.5% NaCl溶液中放置21天后,仍保持为疏水性,体现出该工艺制备的疏水表面具有良好的时效性。
激光技术 激光冲击压印 沟槽微织构 疏水性 时效性 激光与光电子学进展
2022, 59(17): 1714006
1 长春理工大学光电工程学院,吉林 长春 130022
2 长春理工大学先进光学设计与制造技术吉林省高校重点实验室,吉林 长春 130022
为减小模芯的制造误差对模压成型的衍射光学元件(DOEs)光学性能的影响,对具有曲面基底衍射微结构表面的微晶铝合金模芯开展了单点金刚石车削(SPDT)工艺研究。基于遮挡效应和散射效应分析模芯制造误差对DOEs衍射效率的影响,建立刀具半径和刀具偏转角与衍射效率之间的数学关系模型,提出提高加工精度的优化方法。在该方法的指导下进行了衍射光学模芯车削实验,并对比预期衍射效率与实验结果。结果表明:采用该优化方法选择工艺参数能够减小模芯制造误差对衍射效率的影响,提高DOEs的光学性能,为SPDT衍射光学模芯制作提供参考。
测量 衍射微结构 金刚石车削 模芯 衍射效率 工艺参数 光学学报
2022, 42(13): 1312004
飞机系统通过有线网络传递信息需要数量巨大的电缆,机载电缆会增加飞机质量、布线设计的复杂性和飞机的维护成本。无线网络因不需要敷设电缆,减轻质量的同时减少了系统布线工作,将直接提高飞机的生存性和系统的可靠性,对于水、液压油、烟、火等环境因素具有更好的耐受性。总结了无线网络技术的研究现状,分析了在飞机系统中的应用场景和技术挑战,展望了未来的发展趋势,采用技术指标和收益指标相结合的判断标准给出了各应用场景中适配的无线网络技术。
无线网络 飞机系统 可见光通信 量子通信 wireless network aircraft system visible light communication quantum communication
1 1.中国科学院 上海高等研究院, 上海 201210
2 2.中国科学院大学, 北京 100049
3 3.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 上海 200050
在反渗透脱盐过程中, 为了避免矿物质结垢广泛使用膦酸盐阻垢剂, 但这会对环境和浓缩液脱硬度产生不利影响, 需要在反渗透浓缩液处理前去除膦酸盐阻垢剂。本工作以活性炭(PAC)为载体, 采用共沉淀法制备了含有氢氧化镧与羟基氧化铁的复合材料(La/FeOOH@PAC), 利用La/Fe的协同作用提高吸附剂的吸附性能。采用不同手段对复合材料的结构和表面性质进行了表征, 并研究了其对模拟反渗透浓缩液中膦酸盐阻垢剂HEDP的吸附行为和性能, 考察了镧铁摩尔比、吸附时间、HEDP浓度和温度对其吸附性能的影响。实验结果表明: 制备的复合材料在298 K、pH=8.0和吸附剂用量为0.4 g/L的条件下, 其吸附等温线符合Langmuir模型, 理论最大吸附量为65.359 mg·g-1, 吸附动力学可用拟二级动力学方程来描述, 同时吸附过程为自发放热过程。XPS分析表明吸附剂的主要吸附机理为与镧/铁连接的羟基基团和HEDP之间的配体交换作用。
羟基氧化铁 氢氧化镧 粉末活性炭 HEDP 阻垢剂 iron oxyhydroxide lanthanum powder activated carbon HEDP antiscalant
红外与激光工程
2021, 50(11): 20210199